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El papel del microbioma en la salud humana

Se estima que en nuestro cuerpo conviven trillones de microorganismos con funciones esenciales para el ser humano formando lo que se denomina el microbioma. Este término fue definido por primera vez en 2001 por el Premio Nobel Joshua Lederberg como «la comunidad ecológica de microorganismos comensales, simbióticos y patógenos que, literalmente, comparten nuestro espacio corporal».

 

El microbioma tiene unas características propias para cada individuo, pudiendo variar a lo largo de su vida debido a la herencia genética, la edad o el sistema inmunológico, pero también por factores extrínsecos tan diversos como la alimentación, las infecciones o el estrés, entre otros 1-4. Con la finalidad de caracterizarlo de forma integral en 2008 arrancó el Proyecto Microbioma humano (HMP, Human Microbiome Proyect), una colaboración internacional surgida por iniciativa del National Institute of Health y considerada una extensión del Proyecto Genoma Humano. 

 

Entre los objetivos del HMP estaban:

 

  • Definir un conjunto de secuencias de genomas microbianos de referencia y realizar una caracterización preliminar.
  • Explorar la relación entre cambios en la composición del microbioma y salud.
  • Desarrollar nuevas tecnologías y herramientas para el análisis computacional.
  • Estudiar las implicaciones éticas, legales y sociales de la investigación del microbioma humano.

La metagenómica y las herramientas bioinformáticas han sido fundamentales en el abordaje de este proyecto, ya que han permitido una aproximación a los genomas de comunidades microbianas sin necesidad de aislamiento previo, así como un nivel de detalle sin precedentes en cuanto a diversidad taxonómica y funcional.

 

Potenciales aplicaciones clínicas

Aunque originalmente el MHP se planteó con una duración de cinco años, sus muestras y resultados siguen siendo a día de hoy una fuente inagotable de investigación. De hecho, cada mes nuevas publicaciones científicas vinculan cambios en el microbioma con patologías metabólicas, autoinmunes, inflamatorias, neurológicas, respiratorias o cáncer 5-10, y su potencial parece no tener fin. Además, existen evidencias que apuntan a que cambios en su composición pueden afectar a la eficacia de algunos fármacos, como la inmunoterapia o a la toxicidad en algunos tipos de quimioterapia 11,12. Los resultados de los ensayos clínicos basados en la modulación del microbioma que se están llevando a cabo actualmente arrojarán en un futuro cercano pistas que favorecerán el desarrollo tratamientos más efectivos.

 

En el marco de la Medicina de Precisión, la integración de los datos metagenómicos individuales junto con los datos clínicos y los hábitos de vida del paciente será de gran valor para la identificación de posibles factores de riesgo, diagnóstico y pronóstico, y contribuirá a la implementación de estrategias terapéuticas personalizadas. A pesar de los valiosos hallazgos del HMP, trasladar el conocimiento generado a la práctica clínica es aún un gran desafío que requerirá de una colaboración multidisciplinar coordinada entre clínicos e investigadores en los próximos años.

 

BIBLIOGRAFIA

 

  1. Claesson MJ et al.: Gut microbiota composition correlates with diet and health in the elderly. Nature. 2012;488(7410):178–84. 10.1038/nature11319
  2. Yatsunenko T et al.: Human gut microbiome viewed across age and geography. Nature. 2012;486(7402):222–7
  3. Zhernakova A et al.: Population-based metagenomics analysis reveals markers for gut microbiome composition and diversity. Science. 2016;352(6285):565–9
  4. Johnson AJ et al.: Daily Sampling Reveals Personalized Diet-Microbiome Associations in Humans. Cell Host Microbe. 2019;25(6):789–802.e5. 
  5. Ley RE et al. Microbial ecology: human gut microbes associated with obesity. Nature. 2006;444, 1022–1023
  6. Lewis JD et al. Inflammation, antibiotics, and diet as environmental stressors of the gut microbiome in pediatric Crohn’s disease. Cell Host Microbe. 2015;18, 489–500
  7. Frank DN. et al. Molecular-phylogenetic characterization of microbial community imbalances in human inflammatory bowel diseases. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2007;104, 13780–13785
  8. Naseribafrouei A. et al. Correlation between the human fecal microbiota and depression. Neurogastroenterol. 2014; 26, 1155–1162
  9. Kostic AD. et al. Genomic analysis identifies association of Fusobacterium with colorectal carcinoma. Genome Res. 2012; 22, 292–298
  10. Tomas P, et al. The influence of the microbiome on respiratory health. Nar Inmunol. 2019: 20(10): 1279.1290
  11. Fessler J. et al. Exploring the emerging role of the microbiome in cancer immunotherapy. J Immunother Cancer. 2019; 7: 371-376. 
  12. Beth A. et al. The microbiome, cancer, and cancer therapy. Nat Med. 2019;25(3):377-388.