El arsenal oculto de los billones de microbios que habitan nuestro cuerpo y que comemos

¡°Cre¨ª que era el principio de una nueva etapa y casi es el final¡±, admite apesadumbrado Manuel Carrasco, empleado en servicios municipales en Sevilla de 59 a?os. Entr¨® en el hospital a principios del verano para que le retiraran una sonda tras un tratamiento oncol¨®gico. En cuesti¨®n de horas, una sepsis, una reacci¨®n extrema a una infecci¨®n generada en esa simple intervenci¨®n, le llev¨® a la UCI. Un mes despu¨¦s dej¨® el hospital tras sufrir amputaciones de los dedos por los efectos del ataque, que no respondi¨® inicialmente a los tratamientos convencionales. Evitar estas afecciones y las 700.000 muertes que la Organizaci¨®n Mundial de la Salud calcula que se producen cada a?o por bacterias resistentes a los antibi¨®ticos es una carrera contra el reloj para la que dos investigaciones publicadas en Cell han abierto nuevas v¨ªas que est¨¢n en nuestro interior: los microbios con los que convivimos (39 billones) y los que vienen con los alimentos cotidianos. Todos cuentan con un arsenal desconocido que utilizan para residir, interactuar y defenderse. Y esas armas pueden ser muy ¨²tiles.

C¨¦sar de la Fuente, biotecn¨®logo espa?ol de 38 a?os que dirige un laboratorio con su nombre en la Universidad de Pensilvania, lleva toda su vida investigadora rebuscando antibi¨®ticos eficaces que reemplacen a los existentes, frente a los que las bacterias aprenden a resistir. Ha hallado mol¨¦culas potenciales en nuestros antepasados, los neandertales, en especies extintas, como el mamut, y casi un mill¨®n de antibi¨®ticos nuevos en el microbioma global, seg¨²n art¨ªculo reciente publicado en Cell. Una nueva investigaci¨®n en colaboraci¨®n con la profesora Ami Bhatt y su equipo en Stanford, publicada tambi¨¦n por Cell, ha acercado la b¨²squeda hasta nosotros mismos y explorado nuestra piel y nuestro sistema digestivo, que son h¨¢bitats naturales para ese universo microsc¨®pico.

¡°En nuestro cuerpo existen billones de microbios compitiendo por espacio, obligados a atacarse y defenderse para sobrevivir en un entorno extremadamente hostil. Es una guerra qu¨ªmica en la que los protagonistas son los microbios. Pensamos que este entorno es propicio para la innovaci¨®n, permitiendo que los microbios produzcan nuevos compuestos¡±, explica por tel¨¦fono poco antes de dar una conferencia sobre sus hallazgos en Florencia (Italia), donde tambi¨¦n ha sido galardonado con el Premio Bodanszky.

Al igual que sucede con los fragmentos de ADN que inicialmente se consideraban in¨²tiles y que poco a poco desvelan su raz¨®n de ser, De la Fuente se ha fijado en todos los peque?os marcos de lectura abierta (smORF, acr¨®nimo ingl¨¦s para small open reading frame). ¡°Son pedacitos [secuencias gen¨¦ticas] que antes se pensaba que no hac¨ªan nada, que no ten¨ªan ning¨²n tipo de funci¨®n biol¨®gica¡±, simplifica para explicarlo. ¡°Pero al analizarlos¡±, a?ade, ¡°descubrimos que codifican mol¨¦culas antibi¨®ticas, que son funcionales¡±.

A partir del an¨¢lisis computacional de 444.054 prote¨ªnas provenientes de casi 2.000 microbiomas humanos, los equipos de la Universidad de Pensilvania y Stanford han encontrado m¨¢s de 300 candidatos con capacidad antibi¨®tica, de los que han seleccionado 78. El 70% de ellos funciona en cultivos de laboratorio y los m¨¢s prometedores han mostrado eficacia en modelos precl¨ªnicos de ratones. ¡°La actividad de algunas de estas mol¨¦culas es comparable a la de antibi¨®ticos existentes¡±, resalta. ¡°La mol¨¦cula m¨¢s favorable la hemos bautizado con el nombre prevotelina y es producida por el microbio intestinal Prevotella copri. Es fascinante pensar en los microbios como farmacias que producen compuestos que pueden beneficiar al ser humano¡±, explica.

¡°Otra cosa interesante es que vimos que las mol¨¦culas pueden modular comunidades de bacterias beneficiosas. Creemos que podr¨ªan actuar en el microbioma humano para reprogramar estas comunidades¡±, a?ade.

Microbios en los alimentos

El estudio de C¨¦sar de la Fuente se ha adelantado a otro, con participaci¨®n espa?ola y publicado tambi¨¦n por Cell, donde los investigadores han desarrollado para el MASTER EU consortium una base de datos del ¡°microbioma alimentario¡± mediante la secuenciaci¨®n de los metagenomas de 2.533 comidas diferentes. El trabajo identifica 10.899 microbios asociados a los alimentos, la mitad de los cuales eran especies desconocidas hasta ahora. Estos microorganismos asociados a los alimentos representan un 3% del microbioma intestinal de los adultos y el 56% del microbioma intestinal de los beb¨¦s.

¡°Este es el estudio m¨¢s grande de microbios en los alimentos¡±, dice el coautor y microbi¨®logo computacional Nicola Segata, de la Universidad de Trento y el Instituto Europeo de Oncolog¨ªa en Mil¨¢n. ¡°Ahora podemos comenzar a usar esta referencia para comprender mejor c¨®mo la calidad, la conservaci¨®n, la seguridad y otras caracter¨ªsticas de los alimentos est¨¢n relacionadas con los microbios que contienen¡±

El equipo analiz¨® los metagenomas asociados a los alimentos de 50 pa¨ªses; el 65% de fuentes l¨¢cteas, el 17% de bebidas fermentadas y el 5% de carnes fermentadas. Adem¨¢s de las aplicaciones para mejora de los productos alimenticios, los investigadores destacan que, comprender el microbioma de los alimentos, puede beneficiar la salud humana de forma directa porque algunos de los microbios que comemos pueden convertirse en miembros estables de nuestro propio cuerpo.

De la Fuente resalta la importancia de estos estudios, complementarios a las investigaciones que desarrolla para identificar y desarrollar el microbioma m¨¢s beneficioso.

Cristian D¨ªaz-Mu?oz, investigador en el Gastrointestinal Genetics Lab (CIC bioGUNE ¨C BRTA), califica la base de datos desvelada como un ¡°verdadero atlas para cualquier microbi¨®logo y, por tanto, un punto de partida para futuras investigaciones¡±.

En l¨ªnea con De la Fuente, el investigador del centro vasco destaca en Science Media Center (SMC) Espa?a: ¡°El v¨ªnculo entre la microbiolog¨ªa alimentaria y la microbiota humana confirma el dicho popular de que somos lo que comemos y reafirma las bases sobre las que asentar alimentos probi¨®ticos de calidad que contengan microorganismos con capacidad probada de colonizar el tracto digestivo y tener un efecto positivo sobre la salud intestinal¡±.

Baltasar Mayo P¨¦rez, profesor de Investigaci¨®n del CSIC en el Instituto de Productos L¨¢cteos de Asturias, destaca a SMC que el trabajo ¡°representa el mayor esfuerzo cient¨ªfico para la caracterizaci¨®n microbiol¨®gica de alimentos (¡­) utilizando las t¨¦cnicas de secuenciaci¨®n masiva de ¨²ltima generaci¨®n y las m¨¢s avanzadas herramientas inform¨¢ticas¡±.

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