¿Por qué la microbiota surge como novedad?

¿Por qué la microbiota surge como novedad?

¿Por qué si la microbiota existe desde antes que nosotros, nadie hablaba de ella hasta ahora?

Hasta hace unas décadas, la ciencia en general y las escuelas de medicina de todo occidente reducían este universo a lo que se conocía como “flora intestinal”. Se le adjudicaba una simple función de defensa por ocupación. Es decir, se asumía que las bacterias de nuestros intestinos nos beneficiaban porque al ocupar el espacio impedían que bacterias que causaban infecciones pudieran establecerse libremente. Esto es correcto, pero es sólo una pequeña parte de lo que hoy conocemos de sus funciones. Lo anterior se reafirma en el hecho de que, cuando buscamos información acerca de microbiota, sus características y sus funciones, escasos artículos tienen más de 20 años.

¿Qué cambió entonces?

Históricamente la forma cómo se identificó y estudió a las bacterias fue mediante microscopios y cultivos bacterianos. Ambas técnicas tienen su historia. La microscopía se desarrolla a partir del siglo XVII, vinculada a la mejora de las lentes. Generó la gran revolución de traspasar el límite al que nos condicionaba la capacidad del ojo humano. A partir de entonces tuvimos la certeza de que existían explicaciones a los fenómenos de la naturaleza que escapaban a la simple vista.

Los medios para los cultivos de bacterias se desarrollaron desde mediados del siglo XIX.

Si bien Pasteur y sus contemporáneos estudiaron fermentaciones bacterianas y otras características generales, rápidamente cobró interés el estudio de las bacterias que causan enfermedades, ya que en esta época las infecciones estaban entre las principales causas de muerte. Ésta forma de pensar las bacterias, como un peligro para la salud, estructuró el pensamiento social y médico durante todo el siglo XX, salvo algunas excepciones. Se desarrolló un lenguaje belicista para metaforizar las interacciones entre bacterias y humanos, impregnando de combates nuestra forma de apreciar la biología. También debemos considerar que medicina y guerra estuvieron muy unidas durante una gran parte de éste siglo, dado que muchos médicos e investigadores habitaron los campos de batalla de la Primera y la Segunda Guerra Mundial.

Entonces, ¿cómo se estudiaban las bacterias hasta el siglo XXI? Para simplificar podemos decir que se recogía una muestra, se la cultivaba en un medio sólido o líquido, rico en nutrientes y a temperatura adecuada y se esperaba su crecimiento y reproducción. Luego se coloreaban y se observaba al microscopio su forma, también se realizaban pruebas químicas para conocer a grosso modo características de su metabolismo que pudieran identificarlas. Lo que en biología se conoce como identificación bacteriana mediante características fenotípicas. Como una de sus mayores aplicaciones fue la identificación de patógenos (bacterias que causan enfermedades) se completaba el estudio con un antibiograma, en el que se aplican cantidades controladas de antibióticos y se valora la capacidad de las bacterias para seguir creciendo o no, en su presencia.

Este tipo de estudios presentan múltiples sesgos en el desarrollo del conocimiento. Para empezar, no todas las bacterias crecen con la misma facilidad en los medios de cultivo existentes, de hecho las bacterias del colon, que en gran medida son anaerobias (no pueden crecer en presencia de oxígeno) presentan una gran dificultad para su cultivo, otro tanto ocurre con las bacterias que se encuentran en proporciones minoritarias. Pero sobre todo, estas técnicas de estudio brindan muy poca información de lo que son capaces de hacer, cómo se relacionan entre ellas o cómo interactúan con nosotros. De hecho, las bacterias no patógenas han sido muy ninguneadas por el discurso médico y, quizá tan importante como los métodos de estudio, es que el paradigma belicista imperante limitó su interés a conocerlas para aniquilarlas. Es tanto así que lo que ha caracterizado al S. XX desde la medicina convencional ha sido el “combate”, el intento de “erradicar” patógenos fomentando una hiper-higiene, respuesta cultural que hemos desarrollado ante las condiciones de hacinamiento que acompañaron al desarrollo de las formas de vida urbanas e industriales.

Rupturista

El gran salto en la investigación, que permitió pasar del estudio de la microbiota a través de cultivos a los niveles de investigación actuales, fueron las tecnologías de secuenciación molecular, que se desarrollaron a finales de los años 90 del siglo pasado. La tecnología de secuenciación de pequeñas moléculas, entre ellas ADN, ARN y proteínas, permitió su uso para caracterizar el mundo microbiano directamente a partir de muestras ambientales y, consecutivamente, inferir la estructura de los metabolitos y sus rutas.

Los avances en las tecnologías de secuenciación del ADN han creado un nuevo campo de investigación, llamado metagenómica, que permite un examen completo de las comunidades microbianas, sin necesidad de cultivo. En lugar de examinar el genoma de una cepa bacteriana individual que se ha cultivado en un laboratorio, el enfoque metagenómico examina la totalidad de genomas derivados de comunidades microbianas muestreadas de entornos naturales.

La investigación fue impulsada por algunos fenómenos, como la disminución de los costes en la tecnología de secuenciación de alto rendimiento, que aumenta el número de centros que pueden realizar esos estudios, y la financiación de proyectos que se desarrollaron a partir del año 2007 y 2008. Uno fue el HMP, financiado por el National Institutes of Health (NIH) de EEUU, un proyecto en dos fases, la primera principalmente descriptiva del microbioma en las personas sanas, y una segunda fase que estudia el microbioma en 3 situaciones patológicas, embarazo y parto prematuro, inicio de la Enfermedad Inflamatoria Intestinal (IBD) y aparición de Diabetes Tipo 2 .

El otro proyecto, METAHIT (Metagenomics of the Human Intestinal Tract) desarrollado principalmente en Europa, fue financiado por instituciones de la Comunidad Europea, tanto públicas como privadas. A diferencia del HMP, el METAHIT buscó correlaciones entre la microbiota intestinal y la enfermedad, centrándose en la enfermedad inflamatoria intestinal y la obesidad.

El HMP, no se centró únicamente en la microbiota intestinal, sino que fue más amplio, el proyecto de "cohorte saludable" es un estudio de secuenciación del microbioma basado en el muestreo de 5 sitios del cuerpo: fosas nasales, cavidades orales, piel, tracto gastrointestinal y tracto urogenital.

El surgimiento de las Ómicas.

Las ómicas son un conjunto de disciplinas dentro de la biología, cuyo objetivo es identificar y caracterizar biomoléculas y procesos moleculares que están detrás de cómo se forman, funcionan y cambian las células, los tejidos y los organismos.

La intersección de datos provenientes de disciplinas como bioquímica, microbiología y genética, han desarrollado nuevos campos de estudio, que investigan el ARN; las proteínas, o los metabolitos, realizando asociaciones de los anteriores con datos genéticos brindando nueva información sobre los microbios, sus rutas metabólicas, las interacciones entre ellos y los lugares donde residen. A su vez se intenta relacionar con los procesos fisiológicos y patológicos conocidos en humanos y elaborar hipótesis que faciliten el entendimiento y posibles acciones terapéuticas y preventivas.

Acompañando éste desarrollo tecnológico, además de la mejora de las herramientas de secuenciación genética, se desarrollaron superordenadores, plataformas informáticas, bibliotecas de genes, modelos para investigación como ratones sin microbiota o con microbiota conocida y organoides, que son simplificaciones de órganos humanos creadas en el laboratorio.

Estamos ante un cambio tecnológico radical que condiciona la rapidez, cantidad y calidad del conocimiento, que facilita el paso hacia el estudio de complejos sistemas interrelacionados en medios ecológicos concretos. Este cambio también ha sido posible porque se ha transicionado en la conceptualización del objeto de estudio, de ser un enemigo a exterminar, a discernir bacterias saludables e indispensables para la vida.

En Medbiota nos esforzamos para transformar de la forma más eficaz los nuevos conocimientos que nos brindan estas tecnologías de reciente desarrollo en prácticas clínicas sencillas que modulen de forma favorable nuestra microbiota y nuestra salud. También, y quizá tan importante como lo anterior, intentamos pensar la medicina desde la teoría de sistemas y no desde un enfrentamiento dicotómico entre el bien y el mal.

Bibliografía

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