MICROBIOTA
CUANTO CAMBIA Y AFECTA LA SALUD
Texto: Marina Pérez Gordo, Alma Cristina Villaseñor Solís, Andrea Macías Camero, Elisa Zubeldia Varela, Tomás Clive Barker Tejeda.
Gráficas: The Conversation
Imagen Portada: Bojan Boyss y Arek Socha, Pixabay
El estudio de la microbiota ha cobrado una importancia creciente en los últimos años. Actualmente es habitual encontrar alusiones a ese término –o al “microbioma”– en campañas publicitarias de yogures o incluso cremas corporales. Sin embargo, ¿qué sabemos sobre ella? ¿Qué papel juega desde que nacemos? Porque, como indican las últimas investigaciones, su evolución durante la primera infancia tiene implicaciones en nuestra salud del futuro.
Antes que nada, para aclarar la confusión terminológica, debemos puntualizar que el término “microbiota” se ciñe al conjunto de microorganismos que residen en nuestro cuerpo. Estos incluyen hongos, arqueas, virus, parásitos y, sobre todo, bacterias, que son las más abundantes. Aunque también se ha conocido históricamente como flora intestinal, este término está cayendo en desuso.
Por su parte, el concepto de “microbioma” es más amplio: alude, además, al conjunto de genes que estos microorganismos aportan en un ecosistema o nicho biológico.
Importancia de la microbiota intestinal
Los primeros indicios sobre la existencia de microorganismos datan del siglo XVII. Sin embargo, han sido los avances en técnicas innovadoras y altamente especializadas, como la genómica y la metabolómica, los que han revolucionado su estudio.
Debido al elevado número de bacterias que residen en el cuerpo humano, la microbiota se considera un “superorganismo”. Por tanto, no es de extrañar que desempeñe un papel fundamental en los procesos metabólicos de nuestro cuerpo y, por ende, en nuestra salud.
Su desequilibrio, situación conocida como disbiosis, aumenta la probabilidad de trastornos y enfermedades en el huésped. En numerosos estudios, estos desequilibrios se asocian con enfermedades gastrointestinales, como la enfermedad de Crohn o la colitis ulcerosa, y diferentes alergias alimentarias.
Además, la disbiosis se relaciona con trastornos que afectan a otros órganos, tales como el sistema nervioso central, en el caso del autismo y depresión.
Aunque resulta difícil definir qué es una microbiota “normal o beneficiosa”, se considera que es más saludable cuanto mayor sea su diversidad y equilibrio entre las especies, así como su capacidad de producir metabolitos como los ácidos grasos de cadena corta, especialmente el ácido butírico.
Evolucóin de la microbiota intestinal con la edad
A pesar de los avances en el conocimiento de la microbiota intestinal, existen numerosas incógnitas sobre su desarrollo y evolución. La colonización temprana, que ocurre principalmente por la vía materna, es fundamental para la salud futura, ya que influye en el bienestar del individuo a lo largo de la vida.
En particular, los primeros mil días de vida son cruciales. Este periodo marca los primeros contactos con estímulos externos y coincide con el desarrollo y maduración del sistema inmunitario. Patrones anormales en esta etapa pueden estar asociados con enfermedades inmunitarias en edad adulta.
Para comprender cómo se establece la microbiota intestinal desde la infancia y la influencia de factores maternos, emprendimos un estudio intergeneracional que, diseñado entre la Universidad CEU San Pablo, el Hospital Niño Jesús y el Hospital Gregorio Marañón, incluía a bebés lactantes, sus madres y sus abuelas. En este trabajo se reclutaron 200 participantes de las tres generaciones y se recogieron muestras de heces de todos ellos.
Esquema de todas las etapas del estudio y grupos implicados. Gracias a la colaboración de participantes y clínicos, al análisis exhaustivo realizado por metabolómica y genómica, y a la integración de estos datos, pudimos entender detalladamente cómo cambia la microbiota con la edad. Ilustración de los autores.
Los cambios más importantes que encontramos en los metabolitos fecales de los lactantes con respecto a las progenitoras fueron el aumento de la glucosa y los ácidos grasos poliinsaturados. Por el contrario, observamos una disminución de los niveles de ácidos grasos saturados y monoinsaturados, los cuales eran más altos en madres y abuelas. Estos cambios son el reflejo de las diferencias en el tipo de dieta y los procesos metabólicos relativos al envejecimiento.
En cuanto a los ácidos grasos de cadena corta, los lactantes presentaron en su mayoría menores cantidades que sus progenitoras. Estos metabolitos derivan principalmente de la microbiota y son muy importantes porque tienen propiedades beneficiosas para la salud.
Por otra parte, el estudio genómico permitió observar que el 40 % de bacterias intestinales de los lactantes pertenecen a unas pocas especies, como Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium longum, Escherichia coli y Faecalibacterium prausnitzii. Por el contrario, estas bacterias en la microbiota adulta tan solo representan el 7 %.
En conjunto, los resultados demuestran que la microbiota de los lactantes es menos diversa porque se encuentra todavía en maduración, al igual que su sistema inmune y gastrointestinal.
La integración de toda esta información también nos permitió identificar que los lactantes estaban caracterizados por una mayor presencia en heces de bacterias del género Bifidobacterium y glucosa. Este dato coincide con el tipo de dieta de los lactantes, que está basada en leche materna. Por otra parte, en las adultas se encontró una microbiota más diversa, con menor cantidad de azúcares, lo que indica un menor metabolismo de carbohidratos.
En conjunto, nuestros hallazgos ayudaron a entender mejor cómo se desarrollan las diferentes comunidades microbianas en etapas tempranas. Además, proporcionaron pruebas claras sobre los procesos biológicos que caracterizan la microbiota intestinal según la edad.
Modulación de la microbiota intestinal
Actualmente, la microbiota se considera una diana terapéutica sobre la que actuar para mejorar la salud. Dentro de las principales estrategias destacan:
1. Dieta. Es un factor clave para modular la microbiota intestinal. Esto se debe a que diversos alimentos pueden tener un efecto positivo o negativo en su composición.
2. Probióticos, prebióticos y simbióticos. Los probióticos son microorganismos vivos que, en cantidades adecuadas, aportan beneficios al hospedador. Los más estudiados incluyen Lactobacillus rhamnosus y bifidobacterium, que favorecen una microbiota diversa y saludable. En cambio, los prebióticos son compuestos no digeribles como la fibra que estimulan el crecimiento de bacterias saludables.
La combinación de ambos, conocida como simbióticos, tiene un efecto sinérgico que mejora la implantación de bacterias beneficiosas. Como consecuencia, los resultados con simbióticos son superiores a los obtenidos con probióticos o prebióticos por separado. Por ejemplo, la leche materna es un simbiótico natural que contribuye a la prevención de alergias.
3. Trasplante de microbiota fecal. Consiste en transferir microorganismos fecales de un donante sano a un paciente enfermo con el objetivo de restaurar su microbiota intestinal. Actualmente, esta práctica está aprobada únicamente para tratar infecciones recurrentes por Clostridium difficile en pacientes que no responden a antibióticos, aunque está siendo investigada en otras muchas enfermedades.
Hoy sabemos que los microorganismos que habitan en nuestro cuerpo no son simples “inquilinos”. Por el contrario, la microbiota es un aliado fundamental que juega un papel crucial en el sistema inmunitario y en la homeostasis de nuestra salud desde nuestros primeros días de vida. Por ello, la investigación en biomedicina avanza hacia tratamientos personalizados que contemplen el genoma, el metabolismo y el microbioma de cada paciente.
Articulistas
Marina Pérez Gordo
Directora del Departamento de Ciencias Médicas Básicas. Profesora Titular del área de Biología Celular e Histología, Universidad CEU San Pablo
Profesora Titular del área de Biología Celular e Histología de la Facultad de Medicina de la Universidad CEU San Pablo y desde septiembre de 2023 Directora del Departamento de Ciencias Médicas Básicas de la Facultad de Medicina de la Universidad San Pablo CEU (USPCEU).
Licenciada en Ciencias Biológicas y en Ciencia y Tecnología de los Alimentos por la Universidad Autónoma de Madrid y Doctora en Ciencias por la misma Universidad. Su formación doctoral tuvo lugar entre el Instituto Nacional de la Investigación Agroalimentaria (Montpellier, Francia), el Hospital Universitario Fundación Jiménez Díaz de Madrid y el Mount Sinai School of Medicine (Nueva York, EEUU). En 2011, recibió el premio a la mejor Tesis Doctoral Experimental otorgado por el Instituto de Investigación Sanitaria-Fundación Jiménez Díaz.
Es investigadora principal de la línea de investigación del Microbioma y Alergia del grupo de excelencia de Enfermedades Inmunológicas e Inflamatorias de la Facultad de Medicina de la USPCEU. Durante su carrera investigadora se ha centrado en estudiar los mecanismos moleculares subyacentes de la alergia alimentaria. En la actualidad está enfocada en el estudio de la influencia del microbioma intestinal en el desarrollo de la alergia en edades tempranas.
Es miembro de diversas sociedades científicas: Academia Europea de Alergia e Inmunología Clínica (EAACI, de sus siglas en inglés), Sociedad Española de Alergia e Inmunología Clínica (SEAIC), Sociedad Española de Proteómica (SeProt). Es miembro del Comité de Inmunología de la SEAIC y ha sido miembro de la Junta Directiva de la Sección de Inmunología de la EAACI, durante el período 2021-2023, donde fue nombrada coordinadora de educación. Desde 2021, dirige el grupo de trabajo Human Gut Microbiome de la EACCI y es evaluadora en el Consejo europeo de Acreditación para la Educación Médica Continuada (EACCME).
Orcid: 0000-0003-2003-4841
Alma Cristina Villaseñor Solís
Profesor de Análisis Químico y Técnicas Bioanalíticas, Universidad CEU San Pablo
Profesora Colaboradora Doctora en la Facultad de Farmacia y Medicina e investigadora del grupo de investigación de excelencia ALLERGY de la Universidad San Pablo CEU (USP) apasionada por las aplicaciones de la química analítica en el estudio de la alergia. Trayectoria investigadora de más de 10 años en las áreas de metabolómica y alergia. Durante el doctorado publicó 9 artículos (8 de ellos originales, y de éstos 6 como primer autor).
La tesis doctoral internacional obtuvo mención «CumLaude» y fue galardonada con el «Premio Extraordinario de Doctorado» de la promoción 2014 de la Facultad de Farmacia de la Universidad San Pablo CEU. Obtuvo una posición postdoctoral en México en la «Universidad Nacional Autónoma de México» que duró 1,5 años (2014-2015), donde publicó 3 artículos originales. En el 2016 se incorporó a la Universidad San Pablo CEU como investigadora posdoctoral para coordinar todas las aplicaciones en metabolómica del grupo ALLERGY. Ha participado en 6 proyectos competitivos FIS nacionales financiados por el Instituto de Salud Carlos III (ISCIII), y 2 proyectos competitivos europeos cofinanciados por el Ministerio de Ciencia, Innovación.
Actualmente es la presidenta del grupo “Diagnóstico de alergia y medicina de sistemas (IGADSM)” de la Academia Europea de Alergia e Inmunologia Clinica (EAACI), revisora de resúmenes para los congresos anuales internacionales de la EAACI, y es la investigadora principal de un proyecto de Ayudas Puente curso 23/24 financiado por la Universidad San Pablo CEU y de una beca para la contratación de un ayudante de investigación de la Comunidad de Madrid (PEJ-2023-AI/SAL-GL-27622). Ha dirigido 5 tesis doctorales, 2 nacionales y 3 internacionales entre 2020 y 2024.
Es coautor de 46 publicaciones (30 publicaciones originales y 16 revisiones), de las cuales en 6 ha sido autor correspondencia (la mayoría publicadas en el primer o segundo cuartil, obteniendo un índice H = 21, y concedido dos sexenios de investigación acreditados por la ANECA). Ha sido 4 veces miembro (una vez presidente) del comité de defensa del doctorado y es revisora activa para revistas científicas internacionales.
Andrea Macías Camero
Investigadora predoctoral, Universidad CEU San Pablo
Elisa Zubeldia Varela
Profesora Colaboradora Doctora en el Departamento de Ciencias Médicas Básicas de la Facultad de Medicina, Universidad CEU San Pablo
Tomás Clive Barker Tejeda
Investigador Postdoctoral en Metabolómica, Universidad CEU San Pablo
Soy investigador especializado en metabolómica y su aplicación a estudios traslacionales en el ámbito de la salud. Obtuve mi doctorado internacional cum laude en julio de 2024, tras una larga trayectoria en metabolómica que comenzó en noviembre de 2016.
Tanto mi tesis de licenciatura como la de maestría abordaron la aplicación de la cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC-MS) en el estudio de enfermedades alérgicas. La primera se aplicó a un estudio clínico de inmunoterapia sublingual específica para el alérgeno del polen de gramíneas, mientras que la segunda analizó un modelo de ratón transgénico con enteritis alérgica en colaboración con el Instituto Paul Ehrlich de Frankfurt y la Universidad de Tohoku en Japón (publicadas en la revista Allergy en 2020 y 2024, respectivamente; véase la sección de Publicaciones).
En mi tesis, investigué un estudio multiplataforma sobre la alergia a la leche de vaca en lactantes, sus madres y abuelas, bajo la supervisión de la Dra. Marina Pérez Gordo y la Dra. Alma Villaseñor. En 2022, pude pasar tres meses (de mayo a julio) en el laboratorio Britz-McKibbin de la Universidad McMaster, Canadá (Departamento de Química y Biología Química), como estudiante internacional de doctorado, aprendiendo y aplicando la innovadora metodología de inyección multisegmento (MSI)-CE-MS a mi proyecto de tesis.
Fuente:
The Conversation
