A medida que la especie humana evolucionó durante los últimos seis millones de años, nuestros microbios residentes hicieron lo mismo, adaptándose a condiciones muy diferentes en nuestra piel y en nuestras bocas, narices, genitales y tripas.
Un equipo de científicos de la Universidad de Duke ha rastreado cómo se desarrolló esta evolución microbiana, utilizando herramientas matemáticas desarrolladas originalmente para geólogos.
Los científicos identificaron microbios que divergieron en nuevas especies a medida que colonizaban un área del cuerpo tras otra. Su estudio proporciona una nueva forma de ver datos microbianos complicados para descubrir la evolución de las bacterias asociadas con nuestros cuerpos.
La investigación, publicada en la revista de acceso abierto eLife , podría impulsar nuevas teorías y tratamientos para el manejo de estas comunidades bacterianas, conocidas colectivamente como el microbioma humano, para mejorar nuestra salud personal.
"Durante la última década, ha habido un interés significativo en el desarrollo de probióticos y trasplantes de bacterias beneficiosas para tratar una amplia variedad de problemas de salud", dijo Lawrence A. David, Ph.D., autor principal del estudio y profesor asistentede genética molecular y microbiología en la Facultad de Medicina de la Universidad de Duke. "Nuestro análisis nos da una ventana sobre cómo las diferentes bacterias se adaptan y evolucionan para que podamos predecir con mayor eficacia qué especies implantadas sobrevivirán para tener un impacto en la enfermedad".
Recientemente, los científicos comenzaron a apreciar cuánto depende nuestra salud de los billones de bacterias que llaman hogar a nuestros cuerpos. Ahora sabemos que estas bacterias ayudan a digerir los alimentos que comemos, a mejorar nuestra función cerebral y a regular nuestro sistema inmunológico.Pero descubrir cómo nuestras bacterias, que según algunas cuentas superan en número a nuestras propias células en diez a uno, evolucionaron para convivir entre nosotros y con nosotros, ha resultado particularmente desafiante.
Los científicos generalmente obtienen información sobre el microbioma al tomar muestras de algunos millones de bacterias, por ejemplo, del intestino o las amígdalas y secuenciarlas para contar qué bacterias pertenecen a cada especie. Luego comparan esos conteos, generando valores que les indicanabundancia relativa de cada tipo de error, pero los datos de abundancia relativa requieren métodos estadísticos que tengan en cuenta cómo los cambios en una especie pueden afectar a otra.
Justin Silverman, un estudiante de doctorado y doctorado en el laboratorio de David, buscó en la literatura posibles soluciones alternativas y encontró una en un lugar poco probable: el campo de la geología. Para dar sentido a las cantidades relativas de diferentes elementos como el calcio y el aluminioencontrados en rocas, los geólogos habían ideado una herramienta matemática llamada transformación PhILR. Silverman adaptó esta herramienta para estudiar las cantidades relativas de bacterias encontradas en el microbioma.
La nueva técnica combinó los recuentos de secuencia para cada especie con información sobre su posición en el árbol genealógico bacteriano. El marco estadístico resultante parece un móvil que puede encontrar colgado sobre la cuna de un bebé, con un antepasado común en la parte superior y todos losLas generaciones posteriores suspendidas debajo, conectadas por una serie de barras transversales. Al observar cómo estas barras transversales se inclinaban y se balanceaban con el peso de las diversas especies que colgaban de sus puntas, Silverman y sus colegas pudieron evaluar cómo crecieron y evolucionaron las comunidades microbianas.diferentes sitios del cuerpo
"Esta técnica desbloquea una enorme caja de herramientas de métodos estadísticos que no habrían funcionado antes, pero que ahora se pueden usar para analizar datos de microbioma", dijo Silverman.
Silverman usó este marco para mirar datos del Proyecto de Microbioma Humano y descubrió que diferentes microbios han evolucionado para adaptarse a entornos como nuestra piel y boca. Por ejemplo, descubrieron un grupo de bacterias estreptococos que divergieron recientemente en diferentes regiones dela cavidad oral. Nuestro paladar, lengua, garganta, amígdalas, encías, incluso la placa en nuestros dientes, cada uno alberga su propia especie de bacteria. Estos hallazgos podrían ayudar a los investigadores a determinar cómo los diferentes genes permiten que los microbios se adapten a un lugar u otro, y algún día podría conducir a nuevas terapias que moldeen el microbioma.
Los investigadores creen que su técnica podría aplicarse en prácticamente cualquier situación en la que se utilicen tecnologías de alto rendimiento para medir la composición de una muestra, desde la composición genética de un tumor hasta las cepas de un virus de la gripe.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Duke . Original escrito por Marla Vacek Broadfoot. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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