Elaboran el censo de los miembros de la microbiota indígena del ser humano

Los microorganismos que habitan en armonía en el cuerpo humano -cuyas células se encuentran en proporción de diez a una con las del hombre- están siendo objeto de una intensa investigación en los últimos años. Hoy se publican una quincena de estudios en Nature y PLoS con nuevos datos del análisis genómico de estas bacterias.

Redacción | 14/06/2012 00:00

Dos trabajos en Nature y otra docena de artículos en diversas publicaciones de Public Library of Science (PLoS) presentan hoy de forma simultánea datos obtenidos por el Consorcio para el Proyecto del Microbioma Humano (HMP, en sus siglas inglesas). Más de 200 científicos de unos 80 universidades y centros de investigación, apoyados por los Institutos Nacionales de Salud estadounidenses, han trabajado durante cinco años sobre este censo de los microorganismos que habitan al ser humano. Como en su momento hicieran los primeros exploradores del nuevo continente o del espacio, han tratado de contestar a dos preguntas básicas: ¿quién hay ahí y qué están haciendo?

Para ello, estos científicos partieron de las muestras recolectadas de 242 adultos (129 hombres y 113 mujeres) sanos de 18 a 40 años, todos ellos habitantes de Houston o San Luis (Estados Unidos). Las muestras se recogieron de quince localizaciones del cuerpo en los hombres y dieciocho en las mujeres (ver cuadro); las áreas incluían piel, nariz, boca, garganta, vagina y heces (por el tracto gastrointestinal).

Cribado

De cada individuo se recogieron muestras en más de tres ocasiones a lo largo de 22 meses, lo que sumó un total de 11.174. A partir de éstas, purificaron el ADN humano y microbiano de 5.177 muestras y lo secuenciaron, según se relata en el artículo que firma en primer lugar en Nature Barbara Methé, del Instituto J. Craig Venter, en Rockville. Para cribar la información genética microbiana de los 3,5 terabytes de datos genómicos obtenidos, los investigadores se centraron en las secuencias de nucleótidos de la subunidad pequeña del ARN ribosomal (ARNr 16S), marca de la casa de los microorganismos.

En trabajos previos se habían logrado aislar unos cientos de especies bacterianas integrantes de la microbiota del hombre, pero ahora los investigadores estiman que más de 10.000 especies bacterianas diferentes ocupan el ecosistema humano. De hecho, creen haber identificado entre el 81 y el 99 por ciento de los géneros de microorganismos que se alojan en los adultos sanos. Las lecturas genómicas se han puesto a disposición de la comunidad científica en bases de datos públicas.

El hecho de haber recopilado las muestras simultáneamente de múltiples zonas anatómicas en los mismos individuos ha permitido desvelar la diversidad taxonómica y genética, que fue mayor en la boca y el intestino, y menor en la vagina.

A pesar de esa variedad, según se destaca en el artículo en Nature firmado en primer lugar por Curtis Huttenhower, del Departamento de Bioestadísticas en la Facultad de Salud Pública de Harvard, se ha podido determinar el corazón o núcleo genético de estas bacterias. Así, en todos los millones de genes bacterianos secuenciados se repiten unas funciones básicas, lo que indica que bacterias diferentes cumplen en el organismo unas funciones ecológicas similares.

Como explica el primer autor de otro de los artículos, Anthony Fodor, bioinformático en la Universidad del Norte de Carolina (Charlotte), que se publica en PLoS ONE, "usted y yo podemos estar perfectamente sanos y que en la muestra de su intestino haya un determinado tipo de bacteria que represente el 90 por ciento de las secuencias identificadas, mientras que en la muestra de mi intestino esa misma bacteria constituya el 0,1 por ciento. Esto nos indica que no es necesaria la presencia elevada de una determinada bacteria para mantener un estado saludable".

Implicación clínica
Además de la contribución del proyecto al conocimiento científico, el estudio del microbioma ofrece también implicaciones clínicas. Varios de los trabajos que aparecen en PLoS se centran en aspectos médicos. Uno de ellos, realizado en la Facultad de Medicina Baylor (Houston), compara los cambios del microbioma vaginal de 24 mujeres embarazadas con otras 60 que no lo estaban, y detecta una disminución importante en las especies bacterianas presentes en la vagina antes del nacimiento.
También con las técnicas empleadas y desarrolladas por el consorcio HMP, se han iniciado diversos estudios, apoyados por los NIH estadounidenses, sobre el papel de los microorganismos en enfermedades como Crohn, cáncer esofágico, psoriasis y múltiples enfermedades pediátricas.

MUESTRAS REPRESENTATIVAS

Si bien el consorcio HMP y el proyecto euroasiático MetaHIT (Metagenómica del Tracto Intestinal Humano) habían revelado parte de la ingente diversidad bacteriana del cuerpo humano, no se habían completado las funciones. En uno de los estudios publicados hoy se indica que ambos grupos (HMP y MetaHIT) coincidieron al detectar el 57 por ciento de las familias de genes no redundantes, mientras que el 34 por ciento de esas familias sólo fueron detectadas por HMP, y el 10 por ciento por MetaHIT. David A. Relman, de la Universidad de Stanford (California), en un editorial también en Nature, destaca que "se cuestiona la representatividad de las personas estudiadas. Las muestras se tomaron de adultos de sociedades industrializadas y, en el consorcio de HMP, sin enfermedad inflamatoria. De hecho, un reciente trabajo indica que la población que vive en zonas no industrializadas tiene microbiomas marcadamente diferentes de los estadounidenses".

Ecosistemas con dos piernas

Orificios nasales90030.000Placa supragingival1.30020.000Heces (intestino)4.000800.000Mucosa bucal80070.000Los datos en crudo indican el número de especies microbianas (rojo) y el de sus genes (azul). El tracto gastrointestinal y los dientes son las zonas con mayor diversidad de microorganismos, mientras que en la vagina se sitúa la de menor variedad de especies. Si el genoma humano está integrado por unos 20.000 genes codificadores de proteínas, se cree que en el microbioma hay unos ocho millones de codificadores de proteínas únicas.