El Serengueti de nuestro cuerpo
Las bacterias son los seres vivos m¨¢s abundantes del planeta, y solo en el fondo marino hay tantas bacterias como estrellas habr¨ªa en cien millones de universos como el nuestro
Tal vez debamos a los documentales de La 2 el que la ecolog¨ªa nos sugiera im¨¢genes de la sabana del Serengueti, donde guepardos cazan gacelas, hienas roban comida y buitres se alimentan de carro?a, mientras ?us y cebras se agrupan en manadas para protegerse. La ecolog¨ªa tambi¨¦n nos sugiere intervenciones medioambientales para proteger especies en peligro de extinci¨®n (como los buitres o los lobos, casi extintos hace unas d¨¦cadas y ahora de nuevo en auge) o repoblaciones forestales para regenerar bosques.
En cambio, asociamos bacterias con suciedad, enfermedades y peligro, una imagen que la publicidad no para de alentar. Por eso, la idea de que nuestro propio cuerpo no es m¨¢s que el Serengueti de un mundo de bacterias puede resultar chocante, cuando no inquietante. Y, sin embargo, la Medicina est¨¢ descubriendo que estudiar la ecolog¨ªa de esas bacterias que nos colonizan puede ser la clave de la pr¨®xima revoluci¨®n sanitaria.
Porque la guerra contra las bacterias la tenemos perdida. Son los seres vivos m¨¢s abundantes del planeta. Solo en el fondo marino hay tantas bacterias como estrellas habr¨ªa en cien millones de universos como el nuestro. Adem¨¢s, llevaban aqu¨ª miles de millones de a?os cuando apareci¨® el primer animal y seguir¨¢n aqu¨ª mucho despu¨¦s de que nos hayamos extinguido, lo que significa que ni los hielos, ni los cataclismos, ni los meteoritos han podido con ellas. As¨ª que solo nos queda seguir la sabidur¨ªa de Sun Tzu: ?si utilizas al enemigo para derrotar al enemigo, ser¨¢s poderoso en cualquier lugar a donde vayas?. Nuestro reto es, pues, entender la ?guerra? que mantienen las bacterias entre s¨ª y ayudar a las ?buenas? a mantener a raya a las ?malas?.
Un adulto tiene aproximadamente tantas bacterias como c¨¦lulas propias (es decir, cargamos durante toda nuestra vida con alrededor de dos kilos de microbios). Por ello, algunos cient¨ªficos consideran apropiado entendernos a nosotros mismos como un compuesto de muchas especies, y a nuestro paisaje gen¨¦tico como una amalgama de genes dispersos entre nuestro genoma Homo sapiens y los genomas de nuestros hu¨¦spedes microbianos. Esta mitad no humana de nosotros, este complejo ecosistema lleno de bacterias que interact¨²an unas con otras y con nosotros mismos (?hasta el punto de condicionar hasta lo que pensamos!) es lo que la ciencia ha dado en llamar microbioma y la medicina est¨¢ empezando a tratar como un ¨®rgano m¨¢s de nuestro cuerpo.
En este microbioma estamos descubriendo un fascinante mundo de relaciones ecol¨®gicas similares a las que encontramos entre animales o plantas. Por ejemplo, la fibrosis qu¨ªstica es una enfermedad de los pulmones causada por la sobreabundancia de bacterias de la especie Pseudomonas. Pues bien, recientes estudios de secuenciaci¨®n gen¨¦tica llevados a cabo en el Servicio de Microbiolog¨ªa del Hospital Ram¨®n y Cajal, en Madrid, han revelado la existencia de una proteobacteria depredadora llamada Bdellovibrio, capaz de comerse a las Pseudomonas. En otras palabras: Bdellovibrio son los ?guepardos? de las ?gacelas? Pseudomonas (unas gacelas, en este caso, muy perjudiciales para nuestra salud).
Desde hace varios a?os, Espa?a es pionera en el trasplante de heces. Ciertas infecciones intestinales se tratan con antibi¨®ticos. Estos consiguen exterminar las bacterias causantes de la infecci¨®n, pero a la vez da?an a otras bacterias beneficiosas
Desde hace varios a?os Espa?a es pionera en un tipo de trasplante sumamente peculiar: el trasplante de heces. Ciertas infecciones intestinales se tratan con antibi¨®ticos. Estos consiguen exterminar las bacterias causantes de la infecci¨®n, pero a la vez da?an a otras bacterias que ?solo estaban por all¨ª?. El resultado es como el de atacar una plaga con un potente pesticida: extermina incluso a los insectos beneficiosos. El problema es que un microbioma sano contiene individuos realmente malos, como el Clostridium difficile, resistente a los antibi¨®ticos.
En condiciones normales el resto de especies bacterianas mantienen a raya al Clostridium, pero en el campo arrasado que queda tras el tratamiento antibi¨®tico la bacteria prospera llegando a causar colitis pseudomembranosa, una grave enfermedad que en algunos casos resulta mortal. En la actualidad un (relativamente) sencillo trasplante de heces es capaz de restituir el ecosistema bacteriano y devolver al Clostridium a su estado de marginaci¨®n. Para hacernos una idea de la magnitud de intervenci¨®n ecol¨®gica que supone un trasplante de heces, pensemos que en tan solo un gramo hay m¨¢s bacterias que seres humanos en el planeta. La competici¨®n entre bacterias, base del ecosistema intestinal, es, de hecho, la interacci¨®n ecol¨®gica m¨¢s com¨²n en el mundo microbiano.
La simbiosis con nuestro microbioma intestinal es bien conocida: deshace las membranas m¨¢s duras (por ejemplo, las de los vegetales) y procesa ciertas mol¨¦culas complejas liberando nutrientes. Las bacterias obtienen alimentos y sitio donde vivir y nosotros conseguimos sustancias que de otro modo no podr¨ªamos absorber. Pero la Medicina est¨¢ descubriendo que hay mucho m¨¢s tras esta relaci¨®n mutualista. La obesidad, las alergias, ciertas enfermedades autoinmunes (como la enfermedad de Crohn o el famoso lupus del doctor House) y hasta la depresi¨®n (a¨²n considerada un problema cerebral) son solo algunos de los problemas de salud que tienen una fuerte relaci¨®n con el microbioma intestinal.
La obesidad, las alergias, ciertas enfermedades autoinmunes (como la enfermedad de Crohn o el famoso lupus del doctor House) y hasta la depresi¨®n son solo algunos de los problemas de salud que tienen una fuerte relaci¨®n con el microbioma intestinal.
?Y qu¨¦ hay de esa interacci¨®n entre especies tan dif¨ªcil de explicar desde un punto de vista evolutivo como es el altruismo? Pues tambi¨¦n (?c¨®mo no!) se da entre bacterias. Muchas de ellas crean unas placas llamadas biofilms que las hace m¨¢s resistentes a ataques de otras bacterias o de antibi¨®ticos. En estos biofilms algunas bacterias se sacrifican en favor de sus ?hermanas?, quienes preservar¨¢n sus genes para transmitirlos a las generaciones futuras.
Esta gran riqueza de comportamientos nos permite predecir que en los pr¨®ximos a?os se dedicar¨¢n grandes esfuerzos a desentra?ar la complejidad del microbioma, en equipos interdisciplinares formados por f¨ªsicos, matem¨¢ticos, microbi¨®logos y m¨¦dicos. Frente a los tradicionales estudios de recuperaci¨®n de especies realizados por ingenieros forestales o ec¨®logos, los trabajos encaminados a entender y repoblar ecosistemas bacterianos tienen a su favor la r¨¢pida escala temporal y su tama?o. Ensayar m¨²ltiples protocolos de repoblaci¨®n masiva ser¨¢ una cuesti¨®n de d¨ªas o semanas, y no de d¨¦cadas o siglos.
El beneficio que todo este futuro conocimiento para nuestra especie es f¨¢cil de comprender. No solo se podr¨ªa llegar a superar el futuro ?apag¨®n? de los antibi¨®ticos, sino que podr¨ªamos llegar a desentra?ar enfermedades muy complejas hasta ahora consideradas incurables. Todo indica que estamos a las puertas de una gran revoluci¨®n en la Medicina.
Jos¨¦ A. Cuesta es catedr¨¢tico en el Departamento de Matem¨¢ticas de la Universidad Carlos III de Madrid y miembro fundador de ComplejiMad (Asociaci¨®n Madrile?a de Complejidad).
Javier Galeano Prieto es profesor titular de la Escuela T¨¦cnica Superior de Ingenier¨ªa Agron¨®mica, Alimentaria y de Biosistemas de la Universidad Polit¨¦cnica de Madrid y vicepresidente de Complejimad.
'Amigos de la Ciencia' es una secci¨®n creada por la Asociaci¨®n de Amigos de la Real Academia de Ciencias (ARAC), una instituci¨®n destinada a impulsar las actividades de la Academia, facilitar la difusi¨®n de los avances cient¨ªficos y tecnol¨®gicos y acercar la ciencia a la empresa y a la sociedad.
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