¿Cómo afecta el microbioma a la salud humana?

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El término «microbioma» es un acrónimo de los vastos y aún en gran parte inexplorados reinos de bacterias, virus, hongos y otros microorganismos que habitan todos los rincones del planeta. Las bacterias forman pequeños ecosistemas junto con nuestras células en nuestra piel, en nuestra boca y a lo largo de nuestras vías respiratorias y tracto digestivo, así como en todas las superficies con las que interactuamos, incluidos nuestros hogares, lugares de trabajo, hospitales, aire, agua y suelo.

Estos microbios son tan influyentes que algunos investigadores los consideran un órgano separado que da forma a nuestro metabolismo, a la susceptibilidad a las enfermedades alérgicas e inflamatorias e incluso a las respuestas a los tratamientos médicos. Pero los científicos de la Universidad de Chicago y otras instituciones de todo el mundo recién están comenzando a comprender completamente el papel que juegan las bacterias en nuestra salud.

¿Qué es el microbioma?

En 1675, Anthony van Leeuwenhoek, una mercería holandesa, miró a través de una lente microscópica el agua de un lago y vio que estaba rebosante de vida. Junto con matas de algas verdes, vio miles de criaturas diminutas a las que llamó «vesículas animales».

Siglos más tarde, ahora sabemos que la fauna de Leeuwenhoek habita en todas las superficies, rincones y grietas del planeta. El término «microbioma» se ha acuñado para describir la comunidad colectiva de bacterias, virus, hongos y otros microbios que colonizan un área o ecosistema en particular, por ejemplo, el microbioma del suelo o el microbioma de un cuerpo de agua. Los espacios interiores como hogares, oficinas y hospitales también tienen un microbioma distinto, al igual que todas las superficies y objetos en el interior. La mayoría de las formas de vida multicelulares tienen su propio microbioma, un grupo de microbios que dependen, se adaptan y se benefician conjuntamente de las condiciones que presenta el huésped. Los microbios pueden tener un impacto profundo en la biología y la salud de un huésped.

Los científicos de la Universidad de Chicago y otras instituciones de todo el mundo están trabajando para comprender y clasificar el microbioma, y ​​aplicar estos conocimientos a las intervenciones y tratamientos vitales para mantener la salud y prevenir y tratar enfermedades.

¿Por qué es importante el microbioma intestinal?

El cuerpo humano tiene muchos microbiomas distintos, en la piel, la boca y las vías respiratorias, pero el más importante para la salud es el sistema digestivo, conocido como microbioma intestinal. Los millones de microbios del intestino grueso intercambian constantemente señales químicas con las células del cuerpo y ayudan a digerir los nutrientes. Estas bacterias forman una relación recíproca o simbiótica con el cuerpo y contribuyen al funcionamiento normal del sistema digestivo y otros órganos y sistemas del cuerpo, en la medida en que algunos investigadores ven el microbioma intestinal como su órgano distintivo.

Este microbioma depende de un delicado equilibrio de ciertos tipos de bacterias que brindan los servicios que el cuerpo necesita. A veces, se encuentra un tipo de bacteria que no está presente o otro tipo se vuelve más abundante que los demás, lo que puede hacer que el sistema se salga de control. Esto se llama disbiosis, que puede provocar muchos problemas de salud.

¿Cómo afecta el microbioma intestinal a la salud humana?

En la década de 1980, Jeffrey Gordon, MD’73, gastroenterólogo de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis, comenzó a estudiar el microbioma intestinal para comprender esta delicada relación entre los microbios y sus huéspedes. Gordon y su equipo han estado estudiando el desarrollo intestinal, explorando las señales químicas que las células intercambian entre sí.

En un experimento innovador, el grupo de Gordon trasplantó microbios intestinales de ratones genéticamente obesos y delgados a un grupo de ratones libres de gérmenes, que fueron criados especialmente para no contener microbios. Aunque todos los ratones comieron la misma dieta, los ratones que recibieron microbiota de los ratones obesos ganaron más peso. Al mismo tiempo, Gordon y sus colegas también mostraron cómo cambiaba el microbioma intestinal de los humanos obesos mientras seguían dietas bajas en calorías y perdían peso. Gordon se hizo conocido como el «padre del microbioma» por este trabajo, renovando el interés en los vínculos entre el microbioma intestinal y la salud humana.

El microbioma también juega un papel en las enfermedades gastrointestinales. En 2012, el investigador de gastroenterología de la Universidad de Chicago, Eugene P. Chang, publicó un estudio que muestra cómo una dieta alta en grasas y calorías común en los países occidentales puede contribuir a un aumento de la enfermedad inflamatoria intestinal, o EII, durante el siglo pasado. El equipo de Zhang descubrió que las grasas saturadas que se consumen comúnmente en la dieta occidental alteran la estructura y las propiedades funcionales de las bacterias en el intestino. Estos cambios pueden alterar la mezcla natural y beneficiosa de microbios y provocar la aparición de microbios que causan inflamación y daño al intestino. Más tarde, su grupo también mostró cómo una dieta occidental rica en calorías podría estimular la proliferación de ciertos microbios que promueven la digestión y absorción de alimentos ricos en grasas. Con el tiempo, se cree que la presencia persistente de estos microbios puede contribuir a la sobrealimentación y la obesidad.

Los antibióticos también pueden matar las bacterias del intestino. El laboratorio de Zhang mostró que cuando los ratones genéticamente susceptibles a la EII recibieron antibióticos al final del embarazo, el microbioma intestinal alterado se transmitió a su descendencia, interrumpiendo el crecimiento inmunológico y aumentando la incidencia de colitis. En un estudio posterior en ratones, también mostraron cómo restaurar una sola especie microbiana, Bacteroides, al punto de desarrollo correcto puede reparar un microbioma dañado con antibióticos, restaurar un desarrollo inmunológico saludable y reducir significativamente el riesgo de colitis más adelante en la vida.

¿Cómo afecta el microbioma intestinal a las alergias?

Explica cómo el microbioma afecta la salud humana.

Los científicos han documentado miles de especies de microbios que viven en y dentro de las plantas, los animales y el suelo. Haga clic aquí para expandir la infografía. Crédito: Ikeda-Ohtsubo et al, Frontiers in Nutrition

El microbioma intestinal también juega un papel importante en el desarrollo de alergias alimentarias. Una alergia a los alimentos ocurre cuando el cuerpo causa una respuesta inmune excesiva y dañina a ciertos alimentos, como el maní, la leche o los mariscos. Algunos estudios han indicado que las prácticas modernas de estilo de vida, como las dietas bajas en fibra, el uso excesivo de antibióticos, los partos por cesárea y la alimentación artificial, pueden alterar la composición bacteriana natural del cuerpo.

En 2014, un equipo dirigido por la inmunóloga Katherine Nagler en UChicago demostró que la presencia de una clase común de bacteria llamada Clostridia podría proteger contra el desarrollo de alergias alimentarias al fortalecer la barrera intestinal para reducir la exposición a alérgenos. Más tarde en 2019, Nagler y sus colegas demostraron que cierto tipo de clostridios, que es abundante en los bebés, puede proteger contra el desarrollo de una alergia a la leche de vaca. Más recientemente, Nagler y sus colaboradores en Stanford han estudiado pares de gemelos en los que uno tiene alergia alimentaria y el otro no. Descubrieron que los gemelos que no eran alérgicos a los alimentos tendían a tener más bacterias protectoras de Clostridium en sus intestinos y las mantuvieron durante toda su vida.

¿Qué otros aspectos de la salud están asociados con el microbioma?

Se está investigando cómo el microbioma contribuye a otras afecciones de salud, incluidos cálculos renales, enfermedad de Alzheimer, enfermedad de Crohn, cáncer de colon, diabetes, enfermedad celíaca, alergias, enfermedades cardíacas, asma, acné, enfermedad hepática, enfermedad de Alzheimer y esclerosis múltiple. , depresión. ansiedad, artritis reumatoide, psoriasis, accidente cerebrovascular e incluso alteración de los ritmos circadianos del cuerpo y los ciclos del sueño.

Incluso puede afectar la forma en que nos desarrollamos; La profesora de la Universidad de Chicago, Erica Claude, explicó la importancia del microbioma temprano en el desarrollo del cerebro.

¿Cómo afecta el medio ambiente al microbioma?

Los estudios han relacionado el entorno en el que vive una persona con las diferencias en el microbioma del cuerpo, que a su vez afectan la salud.

Por ejemplo, en 2016, Carol Ober y Ann Sperling demostraron cómo las diferencias entre dos comunidades agrícolas, los Amish en Indiana y los Hutteritas en Dakota del Sur, están relacionadas con cambios en las células inmunes que protegen a un grupo de niños del desarrollo de asma pero no a otros. . Los amish y los hutteritas tienen una ascendencia genética similar y comparten estilos de vida y costumbres ancestrales similares. Sin embargo, sus prácticas agrícolas difieren. Los Amish viven en las granjas lecheras de una familia en estrecho contacto con vacas y caballos. Los huttertons viven en grandes granjas colectivas con maquinaria industrial moderna que limita el contacto diario con los animales de granja.

La investigación sugirió que el contacto cercano con animales y sus microbios a través del polvo doméstico les dio a los niños Amish más células sanguíneas que combaten las infecciones y menos reacciones alérgicas. Los niños amish tienen la mitad de la tasa de asma promedio de los niños estadounidenses y una cuarta parte de la tasa entre los hutteritas.

¿Puedes usar el microbioma para tratar enfermedades?

Toda esta investigación puede dar la impresión de que si las alteraciones del microbioma conducen a una enfermedad, se pueden tratar esas mismas enfermedades restaurando un microbioma «saludable». Ese es el objetivo final, pero muchos de los vínculos iniciales entre el microbioma y la salud son solo correlaciones, es decir, los investigadores categorizaron las diferencias en los microbiomas de personas sanas y personas con una enfermedad, pero aún no comprenden los detalles. Todavía tenemos mucho que aprender sobre los mecanismos específicos y los tipos de microbios que conducen a estos trastornos.

Un enfoque común para manipular el microbioma para promover la salud es a través de probióticos o una mezcla de bacterias que pueden restaurar el equilibrio adecuado. Sin embargo, es probable que los suplementos probióticos más comunes que se venden en las farmacias y alimentos como el yogur pasen por el sistema sin colonizar adecuadamente los intestinos. Es posible que surjan tratamientos más efectivos en el futuro: los investigadores están trabajando en terapias precisas y dirigidas que interactúan con el microbioma intestinal, como las que están desarrollando Nagler y el ingeniero biomolecular de la Universidad de Chicago Jeffrey Hubel a través de su startup académica ClostraBio.

El microbioma incluso puede afectar la forma en que el cuerpo responde al tratamiento médico. El investigador del cáncer de la Universidad de Chicago, Tom Jagosky, ha demostrado que la propagación de ciertas cepas de bacterias en el intestino puede mejorar la tasa de respuesta de los pacientes con melanoma tratados con inmunoterapia. Estos medicamentos están diseñados para estimular la respuesta del sistema inmunológico para combatir el cáncer, y la presencia de estas bacterias parece mejorar la eficacia de las células T inmunitarias a medida que se infiltran en los tumores y atacan las células cancerosas. Esto indica que los probióticos, incluidas estas bacterias de refuerzo, pueden usarse algún día para aumentar la inmunoterapia. De manera similar, el profesor Eric Bammer ha demostrado que los pacientes con cáncer que tienen una mayor diversidad en el microbioma intestinal tienen tasas más altas de éxito en el trasplante.

Los científicos todavía están rascando la superficie del poder del microbioma y su profundo efecto en nuestros cuerpos. Gran parte del trabajo en curso está impulsado por los avances en la tecnología de secuenciación genética que no solo puede clasificar los diferentes microbios presentes en un entorno determinado, sino también analizar la expresión génica y las proteínas y otras moléculas que producen para comprender su actividad.

Una vez que Curiosity fue descubierto por primera vez por un científico aficionado y un fabricante de lentes, los microbios ya no son solo gérmenes o patógenos comunes a evitar, son una parte importante de lo que nos hace humanos.


Usar el microbioma para promover el crecimiento muscular en condiciones de pérdida muscular como el envejecimiento y el cáncer.


Presentado por la Universidad de Chicago

La frase: How the Microbiome Affects Human Health (2021, 19 de octubre) Recuperado el 19 de octubre de 2021 de https://medicalxpress.com/news/2021-10-microbiome-affects-human-health.html

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Custodia Zayas

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