Microbiota gastrointestinal: ¿De qué se está discutiendo recientemente?
A comienzos de Marzo de este año se llevó a cabo en Miami la Cumbre Mundial de Microbiota Gastrointestinal en salud (Gut Microbiota for Health). Uno de los fundadores de NoisyScience tuvo la oportunidad de asistir a este gran evento en el cual los investigadores más sabidos en esta área comparten sus investigaciones más recientes. En este artículo pensamos difundir con ustedes algunas de las investigaciones más interesantes que se presentaron en este evento. Para aquellos que aún no están muy familiarizados con este tema, les haremos una breve introducción. ¿De qué estamos hablando cuando nos referimos a la microbiota gastrointestinal?
En pocas palabras, la microbiota está definida como el conjunto de microorganismos que, naturalmente, se encuentra en distintas partes de organismos pluricelulares (compuestos de muchas células). Entonces, al hablar de microbiota gastrointestinal estamos haciendo referencia a la totalidad de microorganismos (particularmente bacterias) que se encuentran, idealmente, en un equilibrio dentro de nuestro tracto gastrointestinal (especialmente en el colon). Cuando hablamos de “totalidad”, aproximadamente estamos hablando de que en nuestro cuerpo tenemos 10^14 veces más células bacterianas que células propias (1). Y, ¿por qué deben estar en equilibrio? Pues, se sabe que cuando estas bacterias se encuentran en una simbiosis (relación entre organismos que permite que ambos se beneficien) con nosotros todo marcha bien, nosotros las nutrimos y ellas contribuyen a nuestro bienestar general. Sin embargo, cuando ocurre una disbiosis (por factores tales como el estrés fisiológico, la dieta, enfermedades, fármacos, etc) entre ellas y nosotros, empiezan los problemas.
Aunque parezca ridículo para algunos, la relación fisiológica que entablamos con estas bacterias y el equilibrio que mantenemos con ellas influye de manera determinante en nuestra salud. Se ha visto que mantener una microbiota gastrointestinal saludable influye directamente sobre nuestro sistema inmune; particularmente por el rol que estas bacterias tienen en el desarrollo de células de este sistema como los linfocitos T, además de competir contra otras bacterias patógenas que quieran colonizar nuestro tracto gastrointestinal (2). Igualmente, se ha visto que ciertas bacterias adheridas a la mucosa del colon están involucradas en problemas intestinales e inflamatorios muy frecuentes en la progresión de la infección por VIH (3). Esto posiblemente podría generar intervenciones que se enfoquen en la microbiota de personas con VIH con el fin de atenuar las complicaciones progresivas de esta afección. Un estudio del 2014 nos describe cómo es que estos microorganismos son capaces de ejercer una presión bastante selectiva (no aleatoria) en los organismos en los que se encuentran (hospederos) con el propósito de incrementar su propio bienestar (3). Según este estudio, si la simbiosis con la microbiota es quebrantada, el panorama cambia y esta es capaz de sobreponer sus propias necesidades por encima de las de su hospedero, es decir, si debe sacrificar la salud de este con tal de poder sobrevivir, así lo hará. Por un lado, son capaces de generar en nosotros antojos hacia ciertos alimentos para poder nutrirse de estos y por otro, pueden inducir sensaciones de tristeza (a partir de la producción de moléculas que actúan como hormonas o por procesos neuronales) hasta que ingiramos estos alimentos que les convienen.
Entonces, ahora que les hemos contextualizado en líneas generales esta problemática, ¿de qué se habló en el evento más importante sobre microbiota este año? Pues, la primera charla se basó en un estudio realizado en el 2015 sobre las dietas de afroamericanos y africanos nativos (4). La curiosidad de los investigadores partió de las siguientes estadísticas: Menos de 5 de cada 100,000 africanos nativos padecen de cáncer de colon, mientras que los afroamericanos tienen la incidencia más elevada de esta enfermedad en USA. Se encontró que los africanos tenían dietas elevadas en fibra (siendo Prevotella el género de bacterias que predominaba en su colon), mientras que los afroamericanos tenían una tendencia a dietas elevadas en proteína animal y grasas (en este caso primaban los Bacteroides). ¿Qué se hizo en este estudio? Por dos semanas, a un grupo de afroamericanos se les dio la dieta alta en fibra mientras que a los africanos nativos se les dio la dieta alta en proteína animal y grasas. ¿Qué se encontró? Se vio que la ‘africanización’ de la dieta (elevada en fibra: 51g de grasas y 55g de fibra al día) incrementaba los niveles de butirato (ácido graso de cadena corta producido por el metabolismo de las bacterias) en 2.5 veces mientras que la ‘occidentalización’ de la dieta (elevada en grasas y baja en fibra: 134g de grasas y 12g de fibra) disminuía estos valores en la mitad. Es importante mencionar que el butirato es un biomarcador de riesgo de cáncer de colon: cuando se encuentra en concentraciones menores implica que hay un mayor riesgo de desarrollar este tipo de cáncer. Si bien algunos investigadores criticaron el hecho que el estudio se realizó en un ambiente clínico (y por lo tanto no replica el día a día de los participantes) y que además la duración del tratamiento fue muy corta; el estudio nos da indicios de los posibles efectos que la dieta pueden tener sobre nuestra microbiota y, consecuentemente, sobre nuestra salud.
El investigador Jose Clemente compartió los avances de su estudio en neonatales que un par de semanas posteriores al evento sería publicado. Este investigador empezó su exposición con una noticia alarmante: las estadísticas de cesárea en algunos países está excediendo el 50% de partos, tomando en consideración que aproximadamente solo el 15% de partos requiere realmente una cesárea para proteger el bienestar de la madre o el bebé. Pero, ¿cuál es la relación entre cesáreas y microbiota? Pues, si recuerdan, les comentamos que microbiota implica la totalidad de microorganismos en una zona dada (puede ser piel, nariz, boca, entre otros). En este caso, estaríamos hablando de la microbiota vaginal de la madre. Según comenta Clemente, los bebés que son traídos al mundo por cesárea no son expuestos a la microbiota vaginal de su madre y que esto, a lo largo de su desarrollo, se podría ver asociado con una serie de problemas inmunes y metabólicos (como la obesidad). Aparentemente, quebrantar esta exposición microbiana en el niño puede conllevar al desarrollo de ciertos fenotipos, es decir, al alterar la microbiota a una edad tan temprana podría causar una serie de males al largo plazo. Es por esto que este investigador llevó a cabo un estudio en el cual los bebés nacidos por cesárea eran expuestos a los fluidos vaginales de su madre inmediatamente luego del parto (5). ¿Cómo se logró esto? Se mantuvo una gaza dentro de la vagina de la madre durante una hora previa a la cesárea y el momento en el que se salía el bebé, esta gaza entraba en contacto (manualmente) con el bebé por distintas partes de su cuerpo. ¿Qué producía esto? Clemente y sus colaboradores lograron evidenciar (a partir del secuenciamiento del gen 16s rRNA) que era posible restablecer la microbiota de los bebés de cesárea a partir de este método. Si bien es una enorme investigación, aún no se puede determinar si, en definitiva, permitir al bebé exponerse a la microbiota de la vagina de su madre traerá una real disminución de una serie de trastornos metabólicos o si meramente es una vaga asociación. Aún así, los potenciales terapéuticos de estas prácticas, sobretodo en el contexto del incremento de cesáreas, podría ser muy prometedor.
En una tercera instancia, el médico e investigador Dale Gerding, experto en epidemiología y prevención de infecciones causadas por Clostridium difficile, resumió uno de los debates más polémicas de los últimos años relacionados a microbiota: el trasplante de materia/microbiota fecal. ¿Qué es Clostridium difficile? Esta bacteria causa infecciones en nuestro tracto gastrointestinal, particularmente induciendo a diarreas y problemas más serios como la colitis. ¿Cuál es el gran problema con esta bacteria? Se ha visto que la cepa BI/NAP1/027 de esta bacteria es la responsable de la epidemia que se ha estado produciendo en Norte América y Europa desde últimos 15 años (6). Según comenta Gerding y colaboradores en una investigación previa, esta cepa es capaz de sobreproducir dos toxinas particulares de C. difficile y una tercera, además de mostrar niveles superiores de resistencia a una serie de antibióticos. ¿Qué quiere decir esto? Aparentemente, el tratamiento de primera línea para esta infección son los antibióticos (particularmente metronidazol y vancomicina); sin embargo, se ha encontrado una elevada tasa de recurrencia (20-30%) luego del tratamiento, es decir, la infección vuelve en la mayoría de los casos. Entonces, si bien los antibióticos cada vez buscan ser más específicos y tener un espectro más definido, estos no están ganando la batalla contra C. difficile. Es por este motivo que un nuevo tratamiento está saliendo a la luz: el trasplante de materia fecal. ¿En qué consiste? Básicamente, la idea es trasplantar materia fecal de un donador cuya microbiota gastrointestinal sea saludable, es decir, sea ampliamente diversa ya que a mayor diversidad las probabilidades de que C. difficile colonice dicha zona son significativamente menores, a la persona que sufra la infección (7). Curiosamente, en el único ensayo clínico randomizado, hasta la fecha, sobre este tratamiento, los resultados son sumamente positivos (8). En este estudio se trasplantó la materia fecal de donadores con una microbiota saludable a pacientes afectados por C. difficile vía el duodeno. 16 pacientes recibieron este tratamiento mientras que otros 13 pacientes recibieron dosis estándares de vancomicina. ¿Cuáles fueron los resultados? El 81% de pacientes que recibieron la materia fecal de un donante eliminaron la infección por completo; mientras que solo el 31% de pacientes que recibieron los antibióticos la eliminaron efectivamente. Lo que es más interesante es que a los tres pacientes que recibieron el trasplante y no encontraron mejorías se les volvió a trasplantar nuevamente materia fecal de un donante y ¿saben qué pasó? Dos de los tres pacientes lograron eliminar la infección. Definitivamente, hay muchas preguntas que salen al aire con este tipo de tratamiento. Por un lado, se ve una mejora en las infecciones por C. difficile, pero, ¿cuáles serán los efectos al corto y largo plazo de modificar nuestra microbiota con la microbiota de otra persona? Si bien falta realizar un mayor número de ensayos clínicos randomizados para evaluar la seguridad de este tratamiento, ya se están desarrollando cápsulas que contienen productos fecales de donantes (minuciosamente regulados) o que contienen concentraciones específicas de distintos microorganismos.
Como podrán ver, el mundo de la microbiota tiene un sinfín de ángulos a partir del cual estudiarlo. Es verdad que mucho de esto se está desarrollando recién en los últimos 10-15 años. Sin embargo, no puede quedar duda de que muchos de los problemas metabólicos e incluso inmunológicos que hacen padecer al ser humano guardan relación con aquellos microorganismos que habitan dentro y fuera de nosotros. Esta nueva línea de investigación, sin lugar a dudas, traerá noticias sumamente interesantes en los próximos años. Es por esto que les recomendamos quedarse en sintonía y estar atentos a los próximos artículos publicados sobre microbiota. A aquellos involucrados en investigación los invitamos a desarrollar proyectos en microbiota, particularmente en nuestro país y así tratar de entender a qué nivel estos microorganismos están determinando o al menos influenciando nuestra fisiología. Esperamos que este artículo haya sido de su agrado ¡A familiarizarnos con nuestra microbiota!
Referencias:
Savage DC. Microbial ecology of the gastrointestinal tract. Annu Rev Microbiol. 1977;31:107–133.
Wu HJ, Wu E. The role of gut microbiota in immune homeostasis and autoimmunity. Gut Microbes. 2012 Jan 1; 3(1): 4–14.
Alcock J, Maley CC, Aktipis CA. Is eating behavior manipulated by the gastrointestinal microbiota? Evolutionary pressures and potential mechanisms. Bioessays. 2014 Oct; 36(10): 940–949.
O'Keefe SJ et al. Fat, fibre and cancer risk in African Americans and rural Africans. Nat Commun. 2015 Apr 28;6:6342.
Dominguez-Bello MG. Partial restoration of the microbiota of cesarean-born infants via vaginal microbial transfer. Nat Med. 2016 Mar;22(3):250-3.
O'Connor JR, Johnson S, Gerding DN. Clostridium difficile infection caused by the epidemic BI/NAP1/027 strain. Gastroenterology. 2009 May;136(6):1913-24.
Kelly CR et al. Update on Fecal Microbiota Transplantation 2015: Indications, Methodologies, Mechanisms, and Outlook. Gastroenterology. 2015 Jul;149(1):223-37.
Van Nood E, Vrieze A, Nieuwdorp M, et al. Duodenal infusion of donor feces for recurrent Clostridium difficile. N Engl J Med. 2013;368:407–15.