Una bacteria común se mueve en el microbioma y evoluciona para sentirse como en casa

Publicado 25/04/2019 7:03:44CET
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   MADRID, 25 Abr. (EUROPA PRESS) -

   Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés), en Estados Unidos, han analizado la genómica de la población y la metagenómica para investigar la evolución microbiana de 'Bacteroides fragilis', una de las bacterias más prevalentes que se encuentran en el intestino grueso de los humanos. En un artículo publicado este martes en la revista 'Cell Host & Microbe', los autores describen cómo el microbio intestinal común se adapta y evoluciona dentro de los individuos, así como a través de las culturas occidental y oriental.

   "Las cepas de 'B. fragilis' que están creciendo en los seres humanos han estado en ese entorno similar a la tripa durante millones de años, por lo que la idea de que encontrar el intestino de un nuevo huésped induciría un montón de nuevas mutaciones adaptativas, y que estos comensales aún están evolucionando rápidamente, nos sorprendió", cuenta uno de los investigadores, Eric Alm, profesor de Ingeniería Biológica y codirector del Centro de Informática y Terapéutica de Microbiomas del MIT.

   El análisis de Alm y sus colegas reveló que al menos 16 genes experimentan una evolución dentro de la persona, y la mayoría de las mutaciones se dirigen a vías involucradas con la captación de fibra en la célula y la biosíntesis de la envoltura celular. Aunque las mutaciones que observaron ocurrieron en los mismos tipos de genes una y otra vez, y en ubicaciones similares en esos genes, el gen en particular que adquirió mutaciones en cada persona fue a menudo diferente, lo que sugiere una personalización continua de la bacteria.

   "Las especies de 'Bacteroides' están ayudando a digerir fibras complejas en el intestino grueso, que provienen de los alimentos que se consumen, por lo que las adaptaciones en ellas pueden estar relacionadas con la dieta personalizada", dice Shijie Zhao, coautora y miembro del laboratorio de Alm. Sin embargo, la explicación de por qué se están dirigiendo esos genes puede no estar limitada solo a las opciones dietéticas, siendo posible que la rápida evolución sea una táctica necesaria para evitar los fagos y las células inmunes.

   "Estas mutaciones podrían ser responsables de cambiar la forma en que 'B. fragilis interactúa con el sistema inmunológico", dice Tami Lieberman, coautora y ahora profesora asistente en el Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental del MIT. "Alternativamente, podría ser una técnica para mejorar su capacidad para defenderse de los ataques de otros miembros del microbioma", agrega.

DIFERENCIAS ENTRE LOS METAGENOMAS OCCIDENTALES Y ORIENTALES

   Además, los autores hallaron diferencias en las mutaciones entre los metagenomas occidentales y orientales, con un alelo altamente seleccionado para los participantes occidentales, con mutación independiente en cada persona, pero poco frecuente en los sujetos chinos. Esta sorprendente diferencia está en un gen con un papel biológico desconocido, pero los autores creen que descubrir la fuente de las diferentes presiones en los continentes puede generar nuevos descubrimientos.

   Normalmente, cuando los científicos consideran los cambios en el microbioma, buscan ver si la composición de la especie del microbioma permanece constante, no qué podría estar cambiando dentro de una especie en particular. Pero a la luz de estos hallazgos, vigilar las capacidades adaptativas de los comensales individuales, particularmente en lo que respecta a las opciones probióticas y las terapias microbianas, podría convertirse en un enfoque más importante.

   "No es algo aterrador. Creo que solo debemos ser conscientes y reflexionar sobre el hecho de que se pueden realizar pruebas exhaustivas en un laboratorio, pero una vez que un comensal sale a la superficie y se convierte en una persona real en el mundo real, puede evolucionar, su fenotipo puede cambiar, y eso es algo que podría ser difícil de anticipar", dice Alm.

   En el futuro, los autores planean emprender estudios más mecanicistas y realizar análisis metagenómicos y genómicos en diferentes especies de comensales, tanto en enfermedades como en estados saludables, para comprender mejor el alcance de la evolución dentro del microbioma. "Si este patrón de bacterias intestinales que evolucionan realmente rápido después de la introducción en un nuevo huésped se mantiene, entonces probablemente veremos vías completamente diferentes en los distintos tipos de bacterias, y eso será bastante emocionante", afirma Alm.