Domadores de bacterias

En unos miles de a?os, los humanos han logrado colonizar la Tierra, pisar la Luna e incluso provocar un cambio clim¨¢tico a escala planetaria. No est¨¢ mal para un primate, pero quien crea que estos logros nos hacen due?os del mundo necesita un microscopio. La humanidad ha llegado lejos, pero los microorganismos son capaces de colonizar desde abismos marinos con presiones insoportables hasta lagunas de ¨¢cido corrosivo. Y aunque su tama?o es min¨²sculo, su poder es inmenso.

Pese al nefasto impacto de muchas actividades humanas sobre la biodiversidad, incluso en capacidad de destrucci¨®n a¨²n somos principiantes comparados con algunos microbios. Hace 252 millones de a?os, un microorganismo llamado Methanosarcina estuvo a punto de acabar con la vida en la Tierra. Desde su hogar en el oc¨¦ano, estas arqueobacterias comenzaron a reproducirse a una velocidad vertiginosa inyectando en la atm¨®sfera una cantidad ingente de metano. El gas produjo un intenso calentamiento global y elev¨® los niveles de acidez del oc¨¦ano hasta un punto insoportable para la mayor parte de los seres vivos. El 90% de las especies marinas y el 70% de los vertebrados terrestres se extinguieron.

Los trasplantes de heces se empiezan a emplear para combatir peligrosas infecciones

Los microorganismos, por suerte, casi nunca son da?inos. De hecho, muchos de ellos son necesarios para la vida humana. Nueve de cada diez c¨¦lulas de nuestro organismo pertenecen a las bacterias que nos colonizan y son esenciales para la vida. En los ¨²ltimos a?os, el conocimiento de este ecosistema microsc¨®pico ha revelado que estudiarlo y aprender a gestionarlo puede tener grandes aplicaciones en campos como la salud.

"Hasta hace poco, en medicina, solo se daba importancia a los microorganismos que provocaban enfermedades", explica Jordi Urmeneta, investigador en ecolog¨ªa microbiana de la Universidad de Barcelona. "Pero ahora sabemos que muchas bacterias intervienen en la digesti¨®n de alimentos, en producci¨®n de prote¨ªnas o en la modulaci¨®n de sistema inmune, y hemos visto que para muchas enfermedades, en lugar de buscar el origen en la persona en s¨ª, se ha de buscar en los microorganismos que lo habitan", a?ade.

Un ejemplo de lo que supone este nuevo enfoque para tratar la salud lo ofrece Bernat Oll¨¦, director de operaciones de Vedanta Biosciences, una empresa en la que trabajan para desarrollar tecnolog¨ªas con las que modular el ecosistema microbiano. "Ahora, cuando vas a un hospital, te suelen dar antibi¨®tico por sistema. Este antibi¨®tico se carga tu flora intestinal, y cuando los microorganismos que forman el ecosistema natural de tu intestino desaparecen o pierden diversidad facilitan la entrada de bacterias como Clostridium difficile", apunta Oll¨¦.

Algunos microbios han llevado al borde de la extinci¨®n a la vida en la Tierra

Despu¨¦s, la C. difficile, que causa diarreas graves, secreta una toxina que provoca la inflamaci¨®n del intestino y sigue da?ando a las bacterias beneficiosas que viven en ese ecosistema. "Cuando creas este problema con el antibi¨®tico, lo que sueles hacer es intentar resolverlo atacando a esa bacteria con otro antibi¨®tico. A veces, consigues eliminarla, pero vuelves a dejar al organismo vulnerable en un entorno donde estas bacterias est¨¢n cerca. Si hay una nueva infecci¨®n, el antibi¨®tico ser¨¢ menos eficaz y despu¨¦s de varias recaidas algunos infectados acaban muriendo", cuenta Oll¨¦.

El tratamiento que se propone desde la ecolog¨ªa microbiana consiste en ayudar a las bacterias ben¨¦ficas del intestino en su guerra contra la C. difficile en lugar de bombardear con antibi¨®ticos y aniquilar a amigos y enemigos. Para hacerlo, es necesario introducir heces con las bacterias buenas a trav¨¦s del ano para restablecer el equilibrio. "Tras un incendio, los pinos pueden crecer m¨¢s r¨¢pidos que las encinas o los robles aut¨®ctonos y acaban con la diversidad. Lo que hacemos con las bacterias es como una reforestaci¨®n con especies aut¨®ctonas", ejemplifica.

Daniel Ram¨®n, director de la empresa Bi¨®polis, ha coincidido junto a Oll¨¦ en el encuentro biotecnol¨®gico Biospain, en Santiago de Compostela, para hablar de estos nuevos enfoques terap¨¦uticos. Este investigador del CSIC convertido en empresario suele mencionar otra aplicaci¨®n de la ecolog¨ªa microbiana. "La gente cree que las fertilizaciones in vitro fallan porque el ¨®vulo no prende o porque hay problemas con el esperma, pero la raz¨®n m¨¢s frecuente es que la mujer contrae una infecci¨®n por bacterias en la vagina", explica.

Cuando se dise?a un f¨¢rmaco no se piensa en la persona como ecosistema

Todas las mujeres tienen pat¨®genos que son habitantes naturales de la vagina, pero en concentraciones muy bajas. Junto a ellas, como parte de ese ecosistema microbiano, viven muchos lactobacilos, unas bacterias con efecto positivo que mantienen el entorno saludable. Sin embargo, si por alg¨²n cambio hormonal durante el ciclo menstrual, por efectos de un tratamiento anticonceptivo o por el contacto con el preservativo, cambia el nivel de acidez en ese h¨¢bitat, los pat¨®genos pasan a dominar. Como en el caso de la infecci¨®n por Clostridium, la intervenci¨®n tradicional para resolver esta crisis consiste en aplicar antibi¨®ticos y como en el caso anterior, los pat¨®genos sufren, pero las bacterias buenas, tambi¨¦n. La alternativa de fortalecer la posici¨®n de los lactobacilos ser¨ªa una vez m¨¢s una aplicaci¨®n de la ecolog¨ªa microbiana que puede mejorar los resultados.

Microbios y linces

"Los humanos llevamos siglos practicando la ecolog¨ªa microbiana, aunque sin darnos cuenta", afirma Carlos Pedr¨®s-Ali¨®, profesor de investigaci¨®n en el Instituto de Ciencias del Mar de Barcelona (CSIC). "Cuando creamos unas condiciones determinadas para conservar los alimentos, o para fermentar un cereal o una fruta y producir cerveza o vino, estamos creando un entorno favorable para que se desarrollen o no las bacterias responsables de esos procesos", a?ade.

Llevamos siglos practicando la ecolog¨ªa microbiana, aunque sin darnos cuenta", dice Pedr¨®s-Ali¨®

Sobre las posibilidades de la ecolog¨ªa microbiana para transformar la forma de hacer frente a los problemas de salud o incluso a los medioambientales, Pedr¨®s-Ali¨® es optimista sobre el potencial, pero advierte que "estamos empezando". Hasta ahora, los cient¨ªficos que se interesaban por entender lo que suced¨ªa en los los ecosistemas de microbios no pod¨ªan poner una c¨¢mara como las que se emplean para estudiar el comportamiento de animales como los linces o los osos. Cuando se miraba por un microscopio, solo se observaba un maremagnum del que resultaba complicado obtener conclusiones interesantes. Ahora, "gracias a las t¨¦cnicas de secuenciaci¨®n masiva y a la gen¨®mica podemos empezar a ver el paisaje", cuenta el microbi¨®logo.

Una vez que los microbios se han hecho visibles, los domadores de bacterias se enfrentar¨¢n a los problemas de los ec¨®logos de bichos grandes. Reintroducir un animal en un ecosistema del que hab¨ªa desaparecido hace tiempo puede provocar problemas inesperados en un entorno que ya hab¨ªa realizado sus ajustes para superar la p¨¦rdida.

Adem¨¢s, el desconocimiento de los microorganismos que viven en nuestro interior sigue siendo inmenso. Se sabe que entre 1.500 y 3.000 especies de bacterias distintas nos habitan y solo somos capaces de cultivar unas 80. "La mayor parte de los estudios sobre microbiota intestintal [los microorganismos que viven en nuestro intestino] se hace a partir de las heces, y a¨²n m¨¢s importante es conocer las bacterias que est¨¢n pegadas a las paredes del est¨®mago, pero para conseguirlo es necesario hacer biopsias y eso complica la tarea", apunta.

"Si trabajas con animales grandes y quieres saber qu¨¦ pasa si quitas al le¨®n porque quieres que haya m¨¢s cebras, puedes ir con un rifle y cargarte a todos los leones, porque saben d¨®nde est¨¢n", explica el investigador. "Pero en tu intestino tienes miles de bacterias interactuando entre ellas, unas se inhiben a otras, otras est¨¢n en la pared intestinal, no sabemos cu¨¢les son las cebras y cu¨¢les los ?us... Hay un entorno muy complejo y, por ejemplo en el caso de la enfermedad de Crohn, solo sabes que tienes m¨¢s bacterias de un tipo que de otro, pero no sabes realmente lo que est¨¢ pasando", concluye.

Cuando la investigaci¨®n b¨¢sica permita reducir lo suficiente lo que se ignora sobre nuestro ecosistema microbiano, ser¨¢ posible plantearse un cambio en la forma de enfocar los tratamientos m¨¦dicos. "Hasta ahora, cuando las farmac¨¦uticas dise?aban un f¨¢rmaco, no pensaban en las personas como ecosistemas sino solo en dianas terap¨¦uticas sobre las que lanzar un medicamento", afirma Oll¨¦. "Eso es un planteamiento muy reduccionista y la mayor parte de enfermedades son multiparam¨¦tricas", a?ade. La aplicaci¨®n masiva de este enfoque a la salud, a¨²n requerir¨¢ tiempo e inversi¨®n para que los ec¨®logos microbianos alcancen su ambicioso objetivo: poner a nuestro servicio a los seres m¨¢s poderosos de la Tierra.