Los investigadores de la Oregon State University han hecho un avance importante en la comprensión de los roles que juegan las bacterias intestinales en la salud humana.
Conocer los mecanismos por los cuales los microbios intestinales afectan la salud de sus anfitriones abre la puerta al desarrollo de mejores métodos de diagnóstico y terapias más personalizados.
La mayoría de los estudios hasta ahora se han centrado en cómo la composición del microbioma, es decir, qué organismos están presentes y en qué cantidades, se asocia con la salud en general o con diversas enfermedades.
La investigación de OSU dirigida por la estudiante de doctorado Courtney Armor va un paso más allá al observar no solo qué organismos están en el microbioma, sino también qué funciones podrían estar realizando. Los hallazgos se publicaron en mSystems .
Armor, trabajando bajo el investigador de microbiología y estadística Thomas Sharpton en la Facultad de Ciencias de OSU, analizó datos y hallazgos de ocho estudios diferentes que abarcan siete enfermedades diferentes en un metanálisis metagenómico.
La metagenómica se refiere al estudio del material genético recuperado directamente de muestras ambientales, en este caso, muestras fecales humanas, a diferencia de los organismos cultivados en un laboratorio. Un metanálisis es una técnica estadística para combinar datos de múltiples estudios.
El metaanálisis realizado por Armor, Sharpton y sus colaboradores incluyó datos metagenómicos de casi 2,000 muestras de heces recolectadas para estudios que involucran cáncer colorrectal, enfermedad de Crohn, cirrosis hepática, obesidad, artritis reumatoide, diabetes tipo 2 y colitis ulcerosa.
La microbiota intestinal presenta más de 10 billones de células microbianas de alrededor de 1,000 especies bacterianas diferentes. El ecosistema microbiano se mantiene en equilibrio mediante la señalización de célula a célula y la liberación de péptidos antimicrobianos que controlan ciertos clados bacterianos.
Los microbios intestinales también interactúan con su huésped humano, a veces de maneras que promueven la salud, otras veces de maneras que contribuyen al desarrollo de la enfermedad. La disbiosis o desequilibrio en el microbioma se asocia comúnmente con efectos perjudiciales para la salud del huésped.
"En nuestro estudio, observamos cómo la riqueza, composición y dispersión de la familia de proteínas del microbioma intestinal se relacionan con la enfermedad", dijo Sharpton.
Las proteínas son moléculas grandes y complejas que realizan la mayor parte del trabajo en las células y son necesarias para la estructura, función y regulación de tejidos y órganos.
"Nuestro análisis de la riqueza familiar de proteínas mostró que los pacientes con enfermedad de Crohn, obesidad, diabetes tipo 2 o colitis ulcerosa presentan un número menor de familias de proteínas en comparación con sus respectivas poblaciones de control", dijo Sharpton. "Por otro lado, las personas conel cáncer colorrectal tenía una mayor cantidad de familias de proteínas de microbioma que sus controles "
Los investigadores también analizaron la "dispersión beta", que mide la variación de composición del microbioma entre un grupo de individuos.
"El trabajo previo relacionó la enfermedad con un aumento en la dispersión beta taxonómica", dijo Sharpton. "Analizamos si la dispersión beta funcional del microbioma intestinal es diferente entre poblaciones sanas y enfermas y vimos un aumento en la dispersión beta funcional en pacientes concáncer colorrectal, enfermedad de Crohn y cirrosis hepática. Las personas con obesidad mostraron una dispersión beta reducida en relación con sus controles ".
La cantidad de superposición - funciones que se asocian con múltiples enfermedades - fue sorprendente, dijo Armor, quien agregó que hay mucho más que aprender.
"Realmente necesitamos más datos", dijo. "Y necesitamos más información sobre los sujetos en los estudios, sobre otras cosas que pueden estar afectando al microbioma, cosas como la dieta y la geografía. Necesitamos más datos de diversas ubicaciones ypoblaciones para tener en cuenta las fuentes de variaciones "
El objetivo a largo plazo, dijo Sharpton, es que los médicos puedan utilizar la información derivada de la metagenómica para diagnosticar enfermedades "más específicamente, de manera más rápida y menos invasiva".
"Nuestro trabajo apunta a información codificada en el metagenoma que podría usarse para eso, pero que requiere más datos para hacer que esos diagnósticos sean más sólidos", dijo. "Estamos tratando de desenredar causa y efecto, para resolver estas agujasen los pajares y encontrar los vínculos entre el microbioma y la salud. La investigación futura puede aprovechar este nuevo conocimiento para probar las funciones del microbioma contra la presencia y la gravedad de diversas enfermedades ".
Los Institutos Nacionales de Salud y la Fundación Nacional de Ciencias respaldaron esta investigación, que incluyó a científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, la Universidad de California, San Francisco y los Institutos Gladstone.
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Oregón . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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