Efectos ambientales sobre la microbiota intestinal humana.


Viven en cada uno de nosotros, en nuestra piel, en nuestra mucosa, y en nuestro tracto gastrointestinal (GI) – son microorganismos tan numerosos que empequeñecen el número de nuestras propias células y genes-. Aunque algunos de estos microbios son patógenos, la mayoría son inofensivos o incluso beneficiosos. El surtido de microorganismos del cuerpo, en conjunto llamados microbiota, es similar a un órgano con el que se lleva a cabo funciones esenciales para nuestra supervivencia. Algunos microbios producen vitaminas y otros nutrientes esenciales. Muchos de ellos metabolizan los alimentos que no podemos digerir por nuestra cuenta. También descomponen los fármacos y toxinas, y regulan muchos aspectos de la inmunidad innata y adquirida, protegen al huésped de las infecciones y de la inflamación crónica, y posiblemente muchos de los trastornos inmunológicos. Al igual que sucede con el corazón o con los pulmones, cuando un agente ambiental altera la función de la microbiota, el resultado puede ser la enfermedad.

El intestino contiene miles de especies microbianas, incluyendo:
1) Ruminococcus 2) Bifidobacterium 3) Peptostreptococcus 4) Staphylococcus
5) Lactobacillus 6) Acidaminococcus 7) Fusobacterium 8) Eubacterium 9) Clostridium 10) Coprococcus 11) Escherichia 12) Butyrivibrio 13) Bacteroides
14) Brachyspira

La mayoría de las investigaciones sobre la relación microbiota-ambiente se han centrado en el intestino, hogar de unos 100 trillones de microorganismos, la inmensa mayoría de nuestro complemento de microbios. Los cambios en las especies de microbios que residen en nuestros intestinos se han asociado con una larga lista de patologías, de alergias y de enfermedades autoinmunes, así como a la obesidad y al cáncer. Algunos investigadores sospechan que la microbiota puede jugar un rol en los trastornos del espectro autista (TEA).

Cada uno de nosotros lleva miles de especies de bacterias en nuestro intestino, junto con unas pocas especies de otros tipos de organismos. Aunque todos los seres humanos tienen una microbiota a groso modo similar, no hay dos personas que tengan exactamente la misma composición de especies de bacterias en sus intestinos -de hecho, el consorcio microbiano de cada individuo puede llegar a ser tan único como una huella digital.- Sin embargo, un estudio publicado el 22 de enero del 2009 en Nature informaba que, a pesar de que las distintas especies bacterianas pueden variar ampliamente entre las personas, las especies tienden a codificar las mismas vías metabólicas, dice el coautor Ruth Ley, profesor asistente de microbiología en la Universidad de Cornell. “Uno ve las mismas funciones genéticas, independientemente de la variedad de bacterias presentes,” dice Ley.

Las influencias externas tales como el uso de antibióticos, la dieta y el estrés psicológico han mostrado una fuerte correlación con lo que vive dentro de nuestro cuerpo, y los investigadores están empezando a entender cómo estos factores ambientales pueden afectar a nuestra salud. Los recientes avances en las tecnologías de secuenciación genómica han empujado el campo hacia adelante. Considerando que los científicos solo pueden estudiar fácilmente a los microorganismos en cultivos de laboratorio – lo que excluye a la mayor parte de los microbios anaeróbicos del intestino- ahora secuencian la colección completa del ADN de una muestra microbiana e identifican las especies que la componen. Este enfoque, llamado metagenómica, ha sido clave para muchos de los reciente avances en la comprensión de la relación entre la microbiota y nuestra salud.

Nuestros Socios Microbianos

El tracto gastrointestinal (GI) del bebé está colonizado por microorganismos en un proceso complejo que se inicia durante el parto y se cree que depende en parte de la genética de acogida y en parte de los microbios que pasan a estar en el entorno del niño. Los bebés nacidos por cesárea presentan diferentes perfiles microbianos que los nacidos por vía vaginal, mientras que los bebés son colonizados vía vaginal en un primer momento por bacterias fecales y vaginales de la madre, los bebés nacidos por cesárea están expuestos inicialmente a bacterias provenientes del medio hospitalario y de los trabajadores de la salud . La investigación realizada por Giacomo Biasucci et al. en septiembre de 2008 de la revista Journal of Nutrition mostraba que después de un parto por cesárea la microbiota intestinal se caracteriza por una ausencia de especies Bifidobacteria, de las que se cree que son importantes para el desarrollo postnatal del sistema inmune, mientras que los recién nacidos vía vaginal mostraron un predominio de estas especies. En general, los niños nacidos por cesárea tienden también a padecer un retraso al acceso de la leche materna, la cual tiene una poderosa influencia en la microbiota intestinal. [Para más información, consulte la sección “Contaminantes en la leche humana: sopesar los riesgos contra los beneficios de la lactancia materna”, EHP116: A426-A434 (2008).]

Perfiles temporales de los microbios intestinales más abundantes según las mediciones de 14 niños

A lo largo del primer año de vida, la composición de la microbiota intestinal de los bebés puede variar mucho y se basa en gran medida en las cepas bacterianas de los cuerpos de sus madres, así como las del entorno inmediato. La investigación publicada por Chana Palmer et al., en la edición del 26 de junio de 2007 de PLoS Biology mostró que al primer año de edad, los niños comenzaron a converger hacia un perfil de microbiota que se parecía más al tracto GI adulto, especialmente cuando empezaron a comer alimentos sólidos. Una vez desarrollado plenamente en la edad adulta, se cree que la microbiota intestinal permanece bastante estable durante meses o años.

Mucho de lo que sabemos acerca de la influencia de los microbios en nuestra biología ha llegado a partir de estudios con roedores “libres de gérmenes”, los cuales nacen y son criados en ambientes estériles. Debido a que estos animales no tienen microbiota, los investigadores pueden deducir qué aspectos de la biología y la fisiología de los mamíferos dependen normalmente de estos simbiontes. También pueden inocular a los animales libres de gérmenes con diversas bacterias para ver cómo les afecta la colonización (el animal resultante se conoce como “gnotobiótico”). Tales estudios han demostrado que la microbiota intestinal es esencial para el desarrollo normal y la función tanto del tracto gastrointestinal como del sistema inmunológico.

“El trabajo de la última década enlaza a la microbiota intestinal muy de cerca con muchos parámetros de la biología de acogida, en la salud y en la enfermedad”, dice Justin Sonnenburg, profesor asistente de microbiología e inmunología en la Universidad de Stanford. En la mayoría de los casos, sin embargo, la conexión microbiota-enfermedad sigue siendo una simple correlación, aún no está claro si los cambios microbianos en realidad causan enfermedad o si son simplemente un reflejo de un estado de enfermedad. Por otra parte, aún no está claro cómo o por qué el equilibrio de los microorganismos a veces se desplaza en una dirección malsana -condición conocida como disbiosis.-

De acuerdo con un informe de Mohamed Othman y sus colegas en el número de enero de 2008 de Current Opinion in Gastroenterology, muchos problemas relacionados con la disbiosis pueden ser en realidad manifestaciones de una condición llamada Pequeño Sobrecrecimiento Bacteriano Intestinal (PSBI). Se supone que la mayoría de los microbios intestinales están en el colon, con relativamente pocos en el intestino delgado. Con el tiempo, los cambios en la anatomía intestinal, la motilidad y la secreción de ácido gástrico, los microbios pueden migrar desde el colon hasta el intestino delgado, resultando en PSBI. El PSBI es más común en personas mayores, aunque los informes de prevalencia varían ampliamente. Los síntomas del PSBI incluyen diarrea, dolor abdominal y pérdida de peso, en gran medida como resultado de la mala absorción de micronutrientes.

La Hipótesis de la Higiene

Durante las últimas décadas, la creciente incidencia de varias enfermedades atópicas y autoinmunes en los países desarrollados ha llevado a la llamada hipótesis de la higiene. La idea es que los niños en desarrollo necesitan estar expuestos a gran cantidad de microorganismos – tanto patógenos como comensales- para que su sistema inmunológico se desarrolle y funcione correctamente. De acuerdo con la hipótesis de la higiene, en los países que tienen niveles muy altos de higiene (como se refleja por el uso de la refrigeración, pasteurización, tratamiento de agua, y el procesamiento de alimentos para evitar el crecimiento bacteriano), los niños no están expuestos a una cantidad suficiente de estos microbios. “En esencia, estamos caminando con una microbiota parcialmente extirpada”, dice Sonnenburg.

Varios estudios han informado de una fuerte correlación entre la alteración de la composición microbiana y las alergias y el asma. Los niños con eczema atópico tuvieron una menor diversidad microbiana en el intestino, así como un menor número de especies de Bifidobacteria, en comparación con niños sanos, según un estudio realizado por Mei Wang et al. Publicado en enero del 2008 en Journal of Allergy and Clinical Immunology. Un estudio prospectivo de Stijn L. Verhulst y sus colegas, publicado en noviembre del 2008 en Journal of Asthma, reveló que una mayor concentración de bacterias anaeróbicas en las heces de los bebés de 3 semanas de edad se correlaciona con una mayor probabilidad de sibilancias en el primer año de vida, un síntoma que puede estar asociado al asma y a futuros problemas pulmonares – La bacteria Clostridium pareció ser protectora.

Las especies Bacteroides son algunas de las bacterias más comunes del intestino humano. Están involucradas en muchas actividades metabólicas importantes, incluyendo la fermentación de hidratos de carbono, la utilización de sustancias nitrogenadas, y la biotransformación de los ácidos biliares y otros esteroides. Pero las Bacteroides también pueden causar muchos tipos de infecciones y abscesos en el tracto gastrointestinal y en otras partes del cuerpo.

La disbiosis también ha sido observada en la enfermedad inflamatoria intestinal (EII), un grupo de trastornos intestinales que incluye colitis ulcerosa y enfermedad de Crohn. Algunas cepas microbianas – en particular las especies Bacteroides y Clostridias- pueden producir enterotoxinas o poseer propiedades de degradación de proteínas que mejoran la permeabilidad de la mucosa y la absorción bacteriana. En la edición de enero de 2004 de Gut, Ciro Tamboli y colegas escribieron que estas cepas pueden colonizar la mucosa intestinal y cruzar la barrera epitelial, después de lo cual interactúan con los macrófagos residentes y activan la síntesis de las citocinas proinflamatorias infectando las células epiteliales y los macrófagos. En otros casos, los pacientes con EII parecen tener una anormal respuesta proinflamatoria inmune a las bacterias comensales normales, según lo informado por H. Matsuda et al. en enero del 2000 en la revista Journal of Gastroenterology and Hepatology.

El uso generalizado de antibióticos también puede alterar la microbiota de las personas que viven en los países desarrollados. Estudios, tanto en humanos y en animales, han demostrado que incluso un único tratamiento con antibióticos puede conducir a la disminución de las bacterias que se consideran beneficiosas como las Bifidobacterias y las Lactobacilli, así como a aumentos potenciales de las patógenas, tales como la Clostridium difficile y la Candida albicans. A corto plazo, estos cambios en la microbiota pueden causar infecciones por levaduras y síntomas gastrointestinales incluyendo hinchazón, dolor abdominal y diarrea, pero el trabajo reciente sugiere que las consecuencias pueden ser mucho más duraderas y más graves.

Un estudio realizado por Les Dethlefsen et al., publicado el 18 de noviembre de 2008 en PLoS Biology, informó que la mayoría de los tipos de bacterias intestinales volvieron a sus niveles de pretratamiento a las 4 semanas después de un tratamiento de 5 días con ciprofloxacino, un antibiótico comúnmente utilizado de amplio espectro. Sin embargo, algunos tipos de bacterias no lograron recuperarse hasta 6 meses después. Un estudio publicado en el número de mayo del 2007 de la revista The ISME [International Society for Microbial Ecology] encontró que los niveles de algunos tipos de bacterias intestinales permanecieron interrumpidos hasta 2 años después de un tratamiento de 7 días con clindamicina, el fármaco de elección cuando se tratan las infecciones por Bacteroides.

La Clostridium difficile es a menudo adquirida en un hospital por los pacientes bajo tratamiento con antibióticos. Los antibióticos alteran la flora normal de los intestinos, lo que permite la colonización de C. difficile. Una vez colonizados, las bacterias liberan endotoxinas que pueden causar diarrea y colitis severa.

Es posible que estos cambios a largo plazo no tengan consecuencias reales para la salud, dice Janet Jansson, un miembro del personal científico de alto nivel en la División de Ciencias de la Tierra en el Lawrence Berkeley National Laboratory y autor principal del estudio de la revista ISME. “Tal vez se pierden algunas especies o cepas, pero se obtienen nuevas especies o cepas que se encargan de las mismas funciones”, dice Jansson. “No sé si es importante o no.”

Sin embargo, el estudio de Jansson también reveló un “dramático y persistente” aumento de los niveles de resistencia genética específica al uso de clindamicina en los Bacteroides. En las personas que examinaron, los genes de resistencia comenzaron a un nivel insignificante, pero “subió exponencialmente y se mantuvo en ese nivel durante dos años”, dice Jansson. “Esos genes persisten realmente”. [Para más información sobre los genes de resistencia a antibióticos, busque el artículo Focus del próximo mes.]

Tal vez el ejemplo clásico de cómo la higiene ha alterado la microbiota es el de Helicobacter pylori. En la década de 1980, los investigadores aislaron el microbio conocido entonces como Campylobacter pylori, aunque ahora se cree que este microbio ha estado presente en el intestino humano durante milenios. Hoy, sin embargo, el aumento del saneamiento, la higiene y el uso de antibióticos han diezmado las poblaciones intestinales del que fue anteriormente un ubicuo microbio. “En los países desarrollados – escribió Martin J. Blaser en octubre del 2006 en EMBO [Organización Europea de Biología Molecular] Reports – las nuevas generaciones están creciendo sin nuestro antiguo compañero, la H. pylori, para orquestar sus hormonas gástricas. “

Aunque la H. pylori ha demostrado que contribuye al adenocarcinoma gástrico y al linfoma, así como a las úlceras, la investigación reciente ha revelado otra cara de este microbio: En el número del 3 de marzo del 2004 de Journal of the National Cancer Institue, Ye Weimin y sus colegas confirmaron que H. pylori está asociada con una reducción significativa del riesgo de adenocarcinoma en el bajo esófago. Ahora también se cree que H. pylori modula funciones del sistema inmunológico, endocrino y otras funciones fisiológicas del estómago. En la edición de enero del 2007 de Seminars in Radiation Oncology, Rebecca S. Holmes y Thomas L. Vaughan escribieron: “La incidencia de infección [de H. pylori] ha ido disminuyendo en los Estados Unidos y en otros países desarrollados, lo que puede contribuir a una incidencia cada vez mayor de [adenocarcinoma esofágico] “.

La Helicobacter pylori es la principal causa de gastritis crónica superficial y está asociada con las úlceras tanto gástricas como duodenales, pero también se asocia con una reducción del riesgo de adenocarcinoma en el esófago inferior. Vive en la interfaz, entre la superficie de las células epiteliales gástricas.

Debido a que algunos factores relacionados con las condiciones sanitarias pueden confundir los estudios epidemiológicos, los investigadores han recurrido también a modelos con animales para buscar conexiones entre la microbiota y lasdiversas enfermedades. En el caso de los trastornos autoinmunes, Li Wen et al. informaron el 23 de octubre del 2008 en Nature, que al privar a los ratones de una microbiota se los condujo a un inicio más rápido de la enfermedad aún más grave en un modelo de ratón para la diabetes tipo 1. Y en un informe anterior de S. Brugman et al. en el número de septiembre del 2006 de Diabetologia en el que usaron un modelo de rata de diabetes tipo 1, observaron que con el tiempo las ratas que desarrollaron la enfermedad tenían una menor cantidad de bacterias Bacteroides que las ratas que no desarrollaron la enfermedad. Además, el tratamiento antibiótico redujo la incidencia y retrasó la aparición de diabetes, mientras que una combinación de tratamiento con antibióticos y una dieta especial de protección previno la enfermedad por completo en estas ratas propensas a la diabetes.

La dieta y la obesidad

Muchas de las especies microbianas del intestino metabolizan alimentos y extraen calorías, y algunos microbios son más eficientes en hacer esto que otros. Debido a que los individuos poseen consorcios bacterianos ligeramente diferentes, es probable que los microbios de algunas personas cosechen más calorías, tal vez haciendo este grupo más propenso a tener sobrepeso.

El 2 de agosto del 2005 en Proceedings of the National Academy of Sciences, Ley y otros investigadores dirigidos por Jeffrey Gordon, director del Centro de Ciencias del Genoma de la Universidad de Washington, encontraron que la flora intestinal de los ratones genéticamente obesos contenía un alto porcentaje de bacterias del phylum Firmicutes, mientras que sus delgados compañeros de camada tenían más bacterias del phylum Bacteriodetes. En la edición de Nature del 21/28 de diciembre de 2006, Ley informó sobre la misma observación en voluntarios humanos obesos y delgados. También encontró que la microbiota de las personas obesas que perdieron peso con una dieta baja en calorías, pasó a parecerse más a la de las personas delgadas.

En estos estudios es difícil decir qué fue primero, la obesidad o la microbiota alterada. En otro estudio del mismo laboratorio de la Universidad de Washington, publicado también en la edición del 21/28 de Diciembre de 2006 en Nature, ratones libres de gérmenes fueron colonizados con la microbiota de ratones obesos y de ratones delgados. Los ratones que recibieron la microbiota obesa subieron un mayor porcentaje de grasa corporal que los ratones que recibieron la microbiota magra (47,0% frente a 0,86%), lo que sugiere que los cambios de la microbiota pueden contribuir a la aparición de la obesidad. Los investigadores también descubrieron que la microbiota obesa, que contenía más genes implicados en la descomposición de los azúcares, apareció para cosechar en realidad más energía a partir de la misma dieta que la microbiota magra. Los experimentos de trasplante han proporcionado evidencia funcional de que esta diferencia puede ser biológicamente relevante.

Junto a la observación de que diferentes microbios y combinaciones microbianas pueden influir en el peso corporal de diferente forma, se han comenzado a definir otros efectos con respecto a los cambios en el metabolismo humano. Por ejemplo, la disbiosis ha sido identificada dentro de los factores inflamatorios que promueven la resistencia a la insulina y al aumento de peso, como Yolanda Sanz et al. señalaron en un comentario publicado en línea el 03 de diciembre de 2008 en Interdisciplinary Perspectives on Infectious Diseases.

Incluso cuando no están relacionadas con la obesidad, las diferencias dietéticas parecen influir en nuestra microbiota, aunque sigue siendo un misterio cómo sucede exactamente, dice Nita Salzman, profesora asistente de pediatría de la Facultad de Medicina de Wisconsin. Los bebés amamantados tienden a tener más Bifidobacteria y Lactobacilli en sus intestinos que los bebés alimentados con leche de fórmula. En un estudio publicado por Johan Dicksved et al. en la edición de abril de 2007 de la revista Applied and Environmental Microbiology, los niños criados según el estilo de vida “antroposófico” pregonado por el filósofo Rudolf Steiner – en donde se restringen antibióticos y se aportan alimentos ricos en microbios fermentadores- mostraron una mayor diversidad microbiana que los niños campesinos, cuyas dietas incluían más productos animales de granja.

“La dieta puede afectar definitivamente la composición [microbiana] ,” dice Ley. También es probable que los conservantes y otros productos químicos de los alimentos, así como los antibióticos y los productos químicos que alimentan nuestro ganado, influyen en nuestra microbiota, dice Salzman. “Probablemente, todas estas cosas tendrán un impacto en nuestra colonización”, comenta. Pero qué cambios son significativos para la salud sigue siendo un misterio.

La conexión cerebro-intestino

Algunas investigaciones sugieren que la microbiota también puede estar implicada en enfermedades neurológicas. “Hay varias interfaces donde la microbiota podría afectar a nuestro sistema nervioso”, dice Sonnenburg. Las neuronas entéricas inervan el intestino desde donde transmiten las señales al sistema nervioso. La microbiota también produce metabolitos que son absorbidos en el torrente sanguíneo, y algunos de estos metabolitos pueden cruzar la barrera sangre-cerebro. Sin embargo, otros estudios no han encontrado evidencia de una relación entre la microbiota y los problemas neurológicos, y los detalles de los posibles mecanismos son todavía escasos. “Hay una buena base teórica para pensar que la microbiota tenga un impacto en nuestro sistema nervioso y, potencialmente, sobre la cognición”, dice Sonnenburg. “Pero estamos en las primeras etapas del [estudio]”.

El estrés psicológico parece reducir el número de especies de Lactobacilli en el intestino humano y aumentar el crecimiento de patógenos tales como Escherichia coli y Pseudomonas, según lo informado por Femke Lutgendorff et al. en junio de 2008 en la revista Current Molecular Medicine. En un estudio con animales publicado por Siobhain M. O’Mahoney y sus colegas en la edición de febrero de 2009 de Biological Psychiatry, las crías de rata se estresaron al separarlas de sus madres durante 3 horas al día entre los días postnatales 2-12 (los cachorros recibiendo leche materna). En comparación con los controles, las crías estresadas mostraron una microbiota fecal marcadamente alterada. Resultados similares han sido reportados en bebés de monos rhesus separados de sus madres y en ratas adultas expuestas a estrés psicológico crónico.

Aún no están claras las ramificaciones de la enfermedad debidas a los cambios inducidos por el estrés, pero la literatura científica muestra algunas posibilidades intrigantes. Se ha informado que el estrés psicológico exacerba tanto el EII y otro trastorno intestinal, el síndrome del intestino irritable (SII), que se caracteriza por una variedad de síntomas intestinales tales como dolor abdominal, hinchazón y estreñimiento. Múltiples estudios -incluyendo el trabajo de Anna Kassinen et al. en la edición de julio del 2007 de Gastroenterology y por Mazen Issa et al. en octubre del 2008 en la revista Inflammatory Bowel Diseases – han identificado también una flora intestinal anormal en las personas con estos trastornos. Sin embargo, como Sunny Singh y sus colegas señalaron en una reseña publicada el 31 de marzo del 2009 en American Journal of Gastroenterology, los estudios sobre el vinculo del trastorno estrés / intestino se ven limitados por la naturaleza subjetiva del estrés psicológico documentado.

Otra investigación ha sugerido que el TEA puede estar relacionado con una microbiota alterada. Helena Parracho y sus colegas informaron en octubre del 2005 en Journal of Medical Microbiology que el 91,4% de los 58 niños autistas estudiados presentaban un trastorno gastrointestinal, en comparación con el 25% de hermanos sanos de niños con trastornos del espectro autista y ninguno de un grupo de niños sanos no relacionados. La biota fecal de niños con TEA consistente contenía diferentes especies de Clostridium que las de los niños sanos, así como un aumento estadísticamente significativo de especies clostridiales generales. Los hermanos de los niños con TEA exhibían niveles intermedios de especies Clostridium, lo que sugiere que los factores ambientales y genéticos pueden afectar a las poblaciones intestinales de estas especies. Los investigadores señalan que las especies Clostridium producen no solo enterotoxinas que llevan a problemas gastrointestinales, sino también neurotoxinas, por lo que tienen la hipótesis de que podría conducir a síntomas característicos de trastornos del espectro autista.

Buscando tratamientos

Debido a que se están revelando conexiones entre la microbiota y la enfermedad, muchos investigadores tienen la esperanza de que será posible encontrar nuevos tratamientos para estas condiciones apuntando hacia nuestras bacterias. Existen crecientes intentos para tratar la microbiota asociada a la enfermedad con probióticos y prebióticos. Los alimentos probióticos y suplementos dietéticos introducen microorganismos vivos que se establecen en los intestinos y se cree que son beneficiosos para la salud. Por lo general, contienen especies de Lactobacilli o Bifidobacteria, aunque algunas cepas no patógenas incluyen Streptococci, E. coli y parásitos nemátodos. Los prebióticos son elaborados con ingredientes como la inulina, oligosacáridos, lactulosa y el almidón resistente, que en general se cree que alientan el crecimiento de Lactobacilli y Bifidobacteria, aunque pueden estimular otras especies bacterianas menos deseables como especies de Clostridium, como señaló Wang Yanbo en una reseña publicada en el número de enero de 2009 de la revista Food Research International.

De entre las mejores y más apoyadas pruebas sobre los probióticos está la mejoría de las diarreas virales de la niñez, dice Sonnenburg. “Esto es bastante sólido y creo que está ampliamente aceptado”, dice. La investigación también está convenciendo de que, tras el tratamiento con antibióticos, los probióticos pueden ayudar a que la microbiota vuelva rápidamente a una composición normal junto a la reducción de los movimientos intestinales semi-diarreicos, como demostraron Catherina JM Koning et al. en enero del 2008 en American Journal of Gastroenterology.

El Lactobacillus acidophilus ocupa de forma natural el intestino, la boca y la vagina. También es el probiótico más comúnmente utilizado. Esta bacteria produce lactasa, y los suplementos de L. acidophilus a menudo se dan a las personas que son intolerantes a la lactosa.

Muchos estudios han proporcionado pruebas sobre la eficacia de los probióticos en condiciones tales como el desarrollo de alergias, colitis ulcerosa y enfermedad de Crohn. En ratones, los Lactobacilli mostraron efectos antidiabéticos y antitumorales. En una revisión de Interdisciplinary Perspectives on Infectious Diseases, Sanz y colegas describieron la primera evidencia de que los probióticos y prebióticos tienen propiedades anti-inflamatorias y podrían ser efectivos contra la obesidad, la diabetes y los trastornos asociados. Por ejemplo, la administración de un probiótico ejerce un efecto preventivo contra la diabetes tipo 1 en un modelo de ratones diabéticos no obesos mediante mecanismos inmunomoduladores, como se informa en la edición de agosto de 2005 en Diabetologia.

Pero los hallazgos de la investigación sobre la eficacia de los probióticos no son siempre consistentes, dice Sonnenburg. “Hay algunos estudios muy sugestivos donde vemos un impacto de los probióticos, pero hay otros tantos o más donde no hay impacto”.

Una revisión realizada por Darren M. Brenner y sus colegas en abril de 2009 en American Journal of Gastroenterology, determinó que una cepa particular de Bifidobacterium infantis fue el único probiótico estudiado en 16 ensayos aleatorios y controlados que mostraron consistentemente una evidencia de mejoría de los síntomas del SII. Sin embargo, según los autores, la mayoría de los ensayos no usaron un diseño de estudio apropiado o no informaron suficientemente de eventos adversos, por lo que fue imposible evaluar la eficacia de otros probióticos. Brenner y sus colegas escribieron que los futuros estudios sobre probióticos deben utilizar criterios diagnósticos estandarizados para permitir la adecuada evaluación de su eficacia. “Nos sentimos en la infancia de este campo”, dice Ley. “Hay tantas cosas que no entendemos”.

Sin embargo, el tratamiento de enfermedades con probióticos o prebióticos es una de las fronteras más prometedoras en la investigación de la microbiota, dice Mélanie Gareau, una compañera postdoctoral en el Hospital para Niños Enfermos de Toronto. Su trabajo, publicado en la edición de noviembre del 2007 en Gut, ha demostrado que el tratamiento de estrés inducido por alteraciones intestinales con probióticos Lactobacilli no sólo restableció la función intestinal normal y el comportamiento de las bacterias sino que también redujo los niveles de la hormona del estrés. “El papel de los probióticos en el mantenimiento de la microbiota del colon es sin duda un aspecto interesante de este apasionante campo y avanza rápidamente”, dijo.

Explorando el Metagenoma

Otros aspectos prometedores de la investigación de la microbiota incluyen los avances en las tecnologías de secuenciación que permiten estudiar a un gran número de seres humanos y sus microbios, señala Ley. Las encuestas mundiales de la microbiota humana, por ejemplo, pueden empezar a abordar cuestiones de cómo la geografía, la historia, la dieta y la cultura pueden determinar la estructura y la función de la microbiota. Los estudios de asociación genómica también están avanzando en examinar cómo la variación del genoma humano predice la composición de la microbiota. Para estudiar estos asuntos con fiabilidad, Ley dice que los investigadores necesitan perfilar las microbiotas de un gran número de personas.

Para proporcionar una base que diera respuesta a algunas de estas preguntas, los Institutos Nacionales de Salud lanzaron el Proyecto del Microbioma Humano a finales del 2007. El proyecto va a distribuir un estimado de $ 115 millones en cinco años para determinar qué partes de la microbiota son similares en todos los humanos y qué partes difieren, y cómo esas diferencias pueden estar relacionadas con la enfermedad. La Comisión Europea está financiando un esfuerzo similar llamado Meta-genómica, del tracto intestinal humano, y en octubre del 2008 científicos de todo el mundo formaron el Consorcio Internacional del Microbioma Humano, para compartir datos sobre el metagenoma humano – que comprende los genomas de todos los microorganismos comensales -entre los investigadores de todo el mundo.

La capacidad de secuenciar miles de secuencias microbianas de forma rápida y fácil abrirá otro campo, de acuerdo con Sonnenburg: la consideración de la microbiota del individuo dentro del desarrollo de la medicina personalizada. Las diferencias entre la microbiota de cada persona podrá influir no sólo en los riesgos para la salud, sino también la forma en que responden a las intervenciones como el tratamiento probiótico y cambios en la dieta. “Debemos pensar que las diferencias en la microbiota son análogas a las diferencias genéticas, que hacen que nuestras respuestas sean distintas”, comenta.

Aunque conocer los componentes de la microbiota no será suficiente para alcanzar este objetivo, de acuerdo con Salzman. Aun cuando se puede determinar toda la microbiota a nivel de especie y todos los genes del meta-genoma, “aún así es difícil decir cuál de ellas es realmente importante en la conducción de la salud o de la enfermedad”, dice. Por lo tanto, los esfuerzos para proporcionar dicha comprensión no se centran ahora en las secuencias del genoma de las bacterias residentes sino en las proteínas que producen.

En febrero de 2009 en el ejemplar de The ISME Journal, el grupo de Jansson publicó un análisis del proteoma bacteriano humano – las miles de proteínas bacterianas que se expresan en nuestros cuerpos. “El proteoma. . . [cuenta] lo que realmente está pasando en el intestino “, comenta. Ella y sus colegas encontraron que las proteínas implicadas en el metabolismo de los hidratos de carbono y en la utilización de los alimentos fueron altamente expresadas, mientras que otras proteínas, como las que participan en la motilidad, estaban casi ausentes. Ahora están trabajando en el análisis de los proteomas microbianos de personas con enfermedad de Crohn.

Otra forma de analizar las funciones relevantes de los microbios es examinar los metabolitos producidos por ellos, lo que revela no sólo lo que las bacterias están expresando sino lo que el cuerpo está absorbiendo en realidad, dice Salzman. Un estudio realizado por William R. Wikoff et al., Publicado el 10 de marzo de 2009 en Proceedings of the National Academy of Sciences, muestra que muchos aspectos del metabolismo de los mamíferos dependen de la microbiota. En ausencia de una microbiota, los metabolitos encontrados en la sangre de los ratones cambiaron de manera significativa, lo que sugiere que la capacidad del animal para metabolizar los medicamentos – y, por extensión, muchos otros productos químicos- depende en parte de su comunidad de microbios.

La combinación de los inventarios genómicos de las especies de microbios que viven dentro de nosotros junto a los análisis funcionales de las proteínas que expresan y los metabolitos que se absorben “avanzará en este campo de manera significativa en términos de comprensión de lo que está pasando y de cómo se relaciona con la enfermedad”, dice Salzman. “Los avances tecnológicos han empujado profundamente el campo, pero sigo pensando que probablemente estamos en los inicios”.

______________________________________________________________

Melissa Lee Phillips |  Gut Reaction: Environmental Effects on the Human Microbiota |  May 2009

Environ Health Perspect 117:A198-A205. |  http://dx.doi.org/10.1289/ehp.117-a198

Traducción: JM | Disiciencia

Advertisements
Post a comment or leave a trackback: Trackback URL.

Comments

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: