Inventario de arqueas en el intestino humano
La profesora de la Universidad de Kiel, Ruth Schmitz-Streit, junto con colegas internacionales, ha presentado ahora una caracterización del «arqueoma» hasta ahora insuficientemente perfilado del intestino humano. Crédito: Universidad de Kiel
Todos los organismos multicelulares albergan una cantidad inimaginablemente grande de microorganismos dentro y sobre sus cuerpos. El microbioma, es decir, la totalidad de estos microbios, forma una unidad simbiótica funcional con el organismo huésped. Desde apoyar la absorción de nutrientes hasta proteger contra patógenos, los microorganismos realizan tareas vitales para el huésped. Por el contrario, las alteraciones del microbioma pueden causar varias enfermedades graves, incluida la enfermedad inflamatoria intestinal.
En los últimos años, los científicos han presentado una gran cantidad de estudios de microbiomas. Allí, investigaron las conexiones entre la composición y función del microbioma del cuerpo y el desarrollo de enfermedades. La mayor parte de este trabajo se ha centrado principalmente en las bacterias, cuyas diversas especies dominan el microbioma en términos de número. Un grupo particular de microorganismos ha recibido poca atención hasta ahora: las arqueas. Aunque producen en promedio «solo» el 1,2 por ciento del microbioma total en el intestino, las arqueas tienen grandes efectos reguladores en el microbioma, como se muestra en estudios anteriores.
Un equipo de investigación internacional con la participación de la Universidad de Kiel , la Universidad Médica de Graz, Austria, y otras instituciones asociadas internacionales del Reino Unido y Francia, ha presentado ahora una caracterización del «arqueoma» del intestino humano hasta ahora insuficientemente perfilado sobre la base de extensos datos genómicos de grandes cohortes de varios países del mundo. ubicaciones. Con este inventario, los investigadores dirigidos por la profesora Ruth Schmitz-Streit de Microbiología de la Universidad de Kiel y su colega de Graz, la profesora Christine Moissl-Eichinger, quieren ampliar el conocimiento sobre este clado de microorganismos. En el proceso, pudieron identificar especies de arqueas desconocidas hasta ahora. Los científicos publicaron recientemente los resultados de su investigación en la revista científica Nature Microbiology.
Mucho más diverso de lo que se conocía anteriormente
El nuevo análisis proporciona la primera descripción completa del arqueoma humano. El equipo de investigación utilizó fuentes de datos de numerosos estudios de microbiomas existentes, cada uno de los cuales incluye la información genética completa de la colonización microbiana intestinal individual de las personas de prueba participantes. «En primer lugar, pudimos establecer que el arqueoma humano es mucho más diverso de lo que se sabía anteriormente y que presenta una composición central de aproximadamente la misma especie en la mayoría de las personas, independientemente de factores externos como la geografía, el género o la edad». enfatiza la Dra. Cynthia Chibani, investigadora asociada en el grupo de trabajo de Schmitz-Streit. «Además de las numerosas especies recién descubiertas, también pudimos identificar tipos de virus previamente desconocidos que pueden infectar arqueas», continúa Chibani.
Además de recopilar las especies, el equipo de investigación también buscó para conexiones con patrones ya conocidos en la información genética de las arqueas. Para ello, examinaron más de 28.000 grupos de proteínas, que indican correlaciones significativas entre la colonización de arqueas en el intestino y las características sociodemográficas de los huéspedes humanos. «La aparición de ciertas especies y las proteínas que producen pueden usarse potencialmente para sacar conclusiones sobre grupos de edad o estilos de vida, por ejemplo», explica Chibani, quien llevó a cabo los análisis bioinformáticos junto con el primer autor compartido, el Dr. Alexander Mahnert. «En la actualidad, sin embargo, tales correlaciones significativas aún no se pueden leer de manera confiable con respecto a los posibles patrones de enfermedades asociadas con el arqueoma», continúa Chibani.
Otro hallazgo importante fue la división de la especie previamente conocida Methanobrevibacter smithii en dos clados a nivel de especie basados en información genómica. M. smithii y su nueva «hermana» Methanobrevibacter intestini son muy prevalentes en numerosas personas. Queda por descifrar la interacción de esas dos especies estrechamente relacionadas y la relevancia para la salud humana.
Hasta ahora, no se ha determinado el vínculo de estas arqueas formadoras de metano con enfermedades, como el cáncer de colon o la enfermedad inflamatoria intestinal. claramente resuelto, probablemente debido a la falta de resolución de especies hasta la fecha. Sin duda, tales metanógenos pueden apoyar la actividad de las bacterias patógenas, por ejemplo, al consumir productos metabólicos inhibidores. El trabajo de investigación ahora publicado amplía la comprensión del arqueoma humano y proporciona un amplio catálogo de genomas y proteínas para futuros análisis.
Primeros pasos para la caracterización funcional del arqueoma
En general, la ciencia es sólo al principio en la identificación de toda la diversidad de arqueas. «El catálogo de proteínas de arqueas que consta de 1,8 millones de proteínas se puede utilizar en el futuro como una fuente única para desarrollar nuevas preguntas de investigación», enfatiza Schmitz-Streit, quien, junto con sus colegas en Graz, es particularmente activo en el avance de la investigación de arqueas. «Estos enfoques futuros incluyen, por ejemplo, estudiar la fisiología y el metabolismo de las arqueas recién identificadas o la naturaleza de su comunicación con el huésped humano», continúa Schmitz-Streit. Para poder estudiar los aspectos funcionales del arqueoma en el futuro, es necesario el desarrollo de nuevos métodos analíticos, ya que actualmente estos se adaptan principalmente a las especies bacterianas, así como al cultivo específico de arqueas del intestino humano. «En general, nuestro trabajo contribuye significativamente a la comprensión del microbioma humano como una red compleja de múltiples capas de bacterias, arqueas, hongos y virus», resume Moissl-Eichinger. Sobre esta base, los investigadores esperan descifrar los efectos de las arqueas en la fisiología humana y posiblemente su participación en el desarrollo de enfermedades paso a paso en un futuro trabajo en profundidad.
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Los científicos investigan el papel de las arqueas en el microbioma humano Más información: Cynthia Maria Chibani et al, Un catálogo de 1167 genomas del arqueoma intestinal humano, Nature Microbiology (2021) ). DOI: 10.1038/s41564-021-01020-9 Información de la revista: Nature Microbiology
Proporcionado por la Universidad de Kiel Cita: Inventario de arqueas en el intestino humano (2022, 11 de enero) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-01-archaea-human-intestine.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.