La genética del ratón moldea el microbioma intestinal más que su entorno
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La genética tiene mucha más influencia sobre el microbioma del ratón que las exposiciones ambientales transitorias, informaron los investigadores el 26 de julio en Applied and Environmental Microbiology. Los resultados parecen contradecir estudios previos en humanos que han encontrado que los factores ambientales son más influyentes que la genética, y se suman a un diálogo en curso en la comunidad de investigación del microbioma sobre cuánto control tenemos sobre el comunidades bacterianas en nuestros intestinos.
Hila Korach-Rechtman, microbióloga del Instituto de Tecnología de Israel en Haifa, se propuso identificar los microbios en ratones que se convierten en un elemento fijo en el intestino después de ser introducidos a través del medio ambiente. «Realmente queríamos encontrar estas bacterias que puedan transferirse y permanecer en el huésped, aunque tengan una genética diferente». ella dice.
En cambio, los investigadores encontraron que los factores ambientales ejercen solo efectos temporales, muy parecidos a los suplementos probióticos que…
Los investigadores llegaron a estos resultados inesperados después de analizar primero los microbiomas de dos cepas distintas de ratones de laboratorio, C57BL/6J y BALB/c. Los científicos cruzaron los ratones, que tienen pelaje blanco y negro, respectivamente, para desarrollar dos grupos de descendientes grises genéticamente similares, algunos con madre negra y padre blanco, y otros con madre blanca y padre negro. Luego, los científicos compararon la composición microbiana intestinal de los híbridos entre sí y con ratones C57BL/6J y BALB/c endogámicos para ver si la microbiota se alineaba mejor con los microbios de sus padres o con sus compañeros híbridos.
Estudios en varias especies sugieren que pasar a través del canal de parto siembra microbiomas de recién nacidos con bacterias de sus madres, por lo que los investigadores esperaban ver ciertos microbios transmitidos entre madre y cría, independientemente de sus antecedentes genéticos.
Para nuestra gran sorpresa, vimos que el efecto maternal estaba ausente, dice Korach-Rechtman. Vimos tres patrones diferentes de microbioma, uno negro, uno blanco y uno gris, cada uno coincidiendo con la firma genética de su cepa coincidente, dice ella. Lo que concluimos es que cada línea [genética] tiene su propia firma bacteriana.
Korach-Rechtman y sus colegas querían desafiar la genética colocando ratones blancos y negros en el mismo entorno. Los ratones son coprófagos, lo que significa que consumen las heces de los demás y, por lo tanto, transfieren microbios de un intestino a otro. Durante 10 semanas de cohabitación, los microbiomas de los animales comenzaron a parecerse entre sí. Pero una vez que los ratones fueron separados y alojados con ratones de la misma línea genética, cada animal volvió a su composición microbiana original, una que coincidía mejor con la de los ratones con el mismo antecedente genético.
Los investigadores identificaron 12 taxones bacterianos, en particular, que mostraron una persistencia intestinal controlada genéticamente. Pudieron rastrear estos taxones a lo largo de generaciones para ver cuáles se transmitían a través de la herencia dominante o recesiva.
Los niveles de esos microbios coincidirían con el BALB o el B/6, por lo que el BALB o B/ El alelo 6 parece ser dominante si la abundancia de microbios intestinales coincide con la cepa parental, dice Angela Poole, genetista y bióloga computacional de la Universidad de Cornell en Ithaca, que no participó en el estudio. El inteligente diseño del estudio de los investigadores les permitió detectar este patrón, dice Poole.
A pesar de su novedad experimental, es posible que los resultados del estudio no permitan llegar a una conclusión tan amplia en el caso general, incluso en la configuración del ratón, dice Eran Segal, científico informático y biólogo computacional del Instituto de Ciencias Weizmann, que no participó en el estudio. Segal determinó previamente que solo alrededor del 1,98,1 % del microbioma humano es heredable, según un estudio de 1046 adultos israelíes e investigaciones adicionales en individuos relacionados.
Señala que los 12 taxones destacados en el estudio con ratones representan un porcentaje desconocido del microbioma y, por lo tanto, no pueden capturar qué parte de su composición puede estar dominada por la genética. Tampoco está claro cuánto del microbioma de cada ratón se puede transferir a través de la coprofagia. Él sugiere que sería interesante revertir el experimento de cohabitación por completo.
Por ejemplo, ¿qué pasaría si tomaran ratones genéticamente idénticos, pero los sometieran a ambientes muy diferentes? Si muchos taxones difirieran en tal entorno, la conclusión sería que el entorno domina más, dice Segal en un correo electrónico a The Scientist. Esto imitaría más el caso de los humanos, donde cada uno de nosotros tiene un entorno único.
En general, los científicos reconocen que tanto la genética como el medio ambiente esculpen el microbioma intestinal, dice Poole, independientemente del campo en el que se encuentren. a continuación.
La genética es un factor importante que influye en la composición del microbioma intestinal, dice Poole, pero los factores ambientales, como la dieta, deben reconocerse igualmente para comprender cómo surgen y cambian estas poblaciones microbianas. Todas estas variables son realmente importantes, ese es el mensaje final.
H. Korach-Rechtman et al., El trasfondo genético murino tiene un mayor impacto en la composición de la microbiota intestinal que la inoculación materna o la exposición a una microbiota exógena diferente, doi:10.1128/AEM.00826-19, Appl Environ Microb, 2019.
Nicoletta Lanese es pasante en The Scientist. Envíele un correo electrónico a nlanese@the-scientist.com.
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