Cientos de diferentes especies bacterianas viven en el intestino humano, lo que nos ayuda a digerir nuestros alimentos. Los procesos metabólicos de estas bacterias no solo son tremendamente importantes para nuestra salud, sino que también son tremendamente complejos. Un equipo de investigación en el Centro de Luxemburgo paraSystems Biomedicine LCSB de la Universidad de Luxemburgo ha dado un paso importante en el modelado de la complejidad de las comunidades bacterianas del intestino humano el microbioma en la computadora. Los investigadores reunieron todos los datos conocidos sobre el metabolismo de 773 cepas bacterianas -más que nunca. A partir de estos datos, desarrollaron un modelo informático para cada cepa bacteriana. Esta colección, conocida como AGORA, ahora se puede utilizar en la computadora para simular procesos metabólicos que tienen lugar en los microbios e investigar cómo afectanmetabolismo de otros microbios y del huésped humano. El equipo de LCSB publica sus resultados en la revista científica Biotecnología de la naturaleza . La colección de modelos metabólicos predictivos está disponible para los investigadores a través de http://vmh.life .
Las especies bacterianas que viven en el intestino humano no solo nos ayudan a digerir nuestros alimentos, sino que también nos producen valiosas vitaminas e incluso afectan la forma en que metabolizamos los medicamentos. Los procesos metabólicos de estas bacterias son cruciales para nuestra salud y son altamentecomplejo: las bacterias están en contacto constante con nuestras células intestinales y los diferentes organismos se influyen continuamente entre sí. Por lo tanto, juegan un papel tan importante en nuestra salud como lo hacen en numerosas enfermedades. A pesar de los muchos avances en la ciencia, nuestro conocimiento de estoslos microbios todavía son limitados. Para mejorar nuestra comprensión y ayudar a los descubrimientos novedosos, el equipo de investigación dirigido por la científica de LCSB Prof. Dr. Ines Thiele, jefe del grupo "Fisiología de sistemas moleculares", ha creado la colección más completa de modelos computacionales para773 microbios intestinales diferentes, que capturan sus metabolismos individuales, llamados AGORA. "AGORA se basa en un nuevo concepto para la reconstrucción comparativa de modelos metabólicos bacterianos", dice Ines Thiele: "Permite el análisis de una cantidad mucho mayor de cepas bacterianas de lo que era posible antes.Con AGORA, y al incluir otros conjuntos de datos, podemos estudiar sistemáticamente las interacciones metabólicas dentro del microbioma intestinal y cómo estas interacciones están influenciadas por factores externos, incluida la dieta y el metabolismo del huésped ".
La primera autora del estudio, Stefania Magnusdottir, actualmente está haciendo su doctorado en el grupo de Ines Thiele en el LCSB: "La base de nuestro trabajo fue una investigación exhaustiva de la literatura sobre el metabolismo microbiano", explica.datos experimentales y genómicos conocidos sobre el metabolismo de 773 cepas bacterianas para refinar y validar los modelos computacionales. En base a esto, caracterizamos el metabolismo de cada microbio y descubrimos que tanto sus capacidades metabólicas como nuestra dieta juegan un papel importante en la forma en que los microbios interactúan entre sí"Podemos generar modelos de microbioma personalizados integrando estos modelos computacionales con datos metagenómicos, que pueden obtenerse secuenciando los microbios presentes en muestras de heces de individuos sanos y enfermos".
"Con nuestros modelos, podemos buscar, de manera específica, las rutas metabólicas que son fundamentalmente importantes para el microbioma en el intestino, y podemos determinar qué podría desencadenar enfermedades cuando estos procesos metabólicos salen mal", dice co-autor Dr. Ronan Fleming, quien dirige el grupo de Bioquímica de Sistemas en la LCSB: "Los modelos AGORA ahora nos permitirán estudiar el impacto de las interacciones huésped-microbioma en enfermedades específicas o usarlas en el campo emergente de la medicina personalizada".
El uso de AGORA para estudiar el microbioma intestinal implicará una estrecha colaboración con los investigadores que están investigando el microbioma intestinal en el laboratorio, incluido el Prof. Dr. Paul Wilmes, jefe del grupo de Biología de Sistemas de LCSB. Su grupo ha desarrollado métodos para estudiar el intestino.bacterias en condiciones de la vida real ". AGORA nos dirige a procesos metabólicos bacterianos específicos para realizar experimentos enfocados, permitiendo un modelado preciso y completo de los procesos dentro de los microbios intestinales", afirma Paul Wilmes.
Para Ines Thiele, el alto grado de precisión no es un fin en sí mismo: "Queremos entender cómo los microbios modulan el metabolismo humano cuando modificamos nuestra dieta. Esto puede darnos pistas sobre cómo podemos prevenir o incluso tratar, enfermedades, por ejemplo, mediante la identificación de suplementos dietéticos que podrían modificar las interacciones dentro de un microbioma intestinal enfermo para imitar las funciones metabólicas de uno sano ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Luxemburgo . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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