Introducción a la microbiota

Pues que me he apuntado a un curso de Coursera sobre microbiota y me he dicho: voy a ponerme en modo Punset y se lo cuento a mis seguidores, que es muy interesante. Así que vamos allá con la primera entrega. En lo sucesivo escribiré más entregas conforme vaya avanzando en el curso.

(Nótese el extraordinario parecido entre el autor del blog y el Punset real)

Microbiota y microbioma

Se define microbiota como el conjunto de bacterias que viven en nuestro cuerpo. Sí, habéis leído bien: en nuestro cuerpo viven un montón de bacterias. Las tenemos por doquier: en la piel, en la boca, el intestino, el estomago, ...

Si la microbiota son los bichos, el microbioma es el conjunto total del ADN aportado por dichos bichos. Pues bien, agarraos a la silla: el 90% de las células en nuestro organismo son microbiota (no humana) y, si medimos el ADN, el 99% del ADN de nuestro organismo pertenece a dicha microbiota.

Esto quiere decir que nosotros somos más otra cosa que nosotros mismos y además, que no somos organismos aislados, sino más bien un ecosistema, un hábitat complejo donde múltiples organismos cooperan entre si. Ahí lo dejo.

Por otro lado, mientras que dos humanos distintos comparten mas del 99% de sus genes, sucede que el microbioma de un humano es diferente en más del 90% del de cualquier otro. O sea que lo que más nos distingue del de al lado es la parte que no es nosotros. Inquietante, cuando menos.

La importancia del microbioma en la ciencia es clave, porque para estudiar las poblaciones de microbios se utilizan recuentos de ADN. Antiguamente se hacían cultivos, pero tenían el problema de que algunos microbios se reproducen mejor que otros y el resultado final del cultivo no revelaba la proporción real que existía en la población de origen. Sin embargo, si secuenciamos el ADN de una muestra de microbiota podemos caracterizar perfectamente la población y obtener una firma genética que caracteriza unívocamente a dicha población.

Tipos de microbiota

La microbiota se puede clasificar en:

1. Bacterias
2. Arqueas
3. Eucariotas
4. Virus

Las bacterias y arqueas son procariotas. Eso quiere decir que son células sin núcleo, donde todo está hecho un batiburrillo en el interior de la célula.

Las bacterias, a su vez, se dividen en bacilos (con forma de bastón), cocos (con forma de bola), y espirales. Además, por su forma de asociarse, se pueden clasificar como aisladas, asociadas en colonias, o asociadas en películas (como la placa dental, por ejemplo).

Numerosas bacterias son empleadas en procesos industriales para generar sustancias necesarias para la industria. Así se obtiene por ejemplo la goma xantana, un espesante. También se usan en depuradoras de agua o en vertidos de crudo en el mar, para reducir la mancha.

El grupo de las arqueas contiene los organismos más curiosos. Hay arqueas que usan azufre para alimentarse. Otras viven en aguas saladas con un 10% de concentración (los mares suelen rondar el 3,5%). También existen las termófilas (no confundir con las Termópilas, que es otra cosa), que soportan temperaturas cercanas a los 100 ºC, y existen otras que viven a 0 ºC sin inmutarse.

Ejemplo de célula procariota

Las eucariotas, por el contrario son células con núcleo, en el que está contenido el material genético necesario para replicar y hacer funcionar la célula. Entre ellas encontramos hongos como las levaduras (de una sola célula), o las setas (pluricelulares). Ambos se reproducen por esporas, dado que son organismos que no se mueven.

Como ejemplo de aplicación industrial de las levaduras podemos destacar la obtención de eritritol (un edulcorante), o la confección de pan y cerveza.

Además, las algas, amebas y mohos también se clasifican como eucariotas. Lo mismo que ciertos microbios que se encuentran en el suelo y que son responsables de mantener el ciclo del nitrógeno. Son precisamente estos organismos los que esquilmamos cuando practicamos el cultivo con abonos artificiales NPK, por eso es tan perjudicial el monocultivo y el no respetar los ciclos de barbecho y abonado no artificial con compost o estiércol, por ejemplo.

Ejemplo de célula eucariota

Por último, los virus no son células, sino trozos de material genético que se introducen en las células para conseguir reproducirse. Cuando un virus entra en una célula, se aprovecha del mecanismo de reproducción de esta para hacer que la célula lo replique a él, en vez de a la célula en si. Muy majos ellos. A pesar de la mala reputación de los virus, el hombre ha sabido sacar provecho de ellos y se utilizan, por ejemplo, para diseñar vacunas.

Virus del ébola

Veamos ahora dónde está y de dónde viene la microbiota.

Origen de la microbiota

La mayor parte de la microbiota que vive en nuestro organismo se encuentra en el intestino y es procariota. Eso no quiere decir que sea la única parte en que existe, ya que también hay microbiota en la boca (oral), la piel (dérmica), la vagina y el estomago (digestiva). Cada tipo de microbiota tiene un microbioma distinto, de forma que podemos dividir la microbiota en tantas categorías como hemos citado.

Distribución del microbioma en función de su "lugar de residencia"

Pero, ¿de dónde sale la microbiota? Es al nacer que adquirimos la carga inicial de microbiota. Así, al salir del utero en un parto natural, los bebés se van contaminando con la microbiota vaginal de la madre. De esta forma, un recién nacido solo tendrá microbiota de tipo vaginal sobre su piel al nacer. Por el contrario, un bebé nacido mediante cesárea solo tendrá microbiota dérmica de la madre en su piel. Se cree que esta es una posible causa de que exista correlación entre los niños nacidos por cesárea y el asma, la diabetes o la obesidad.

Con el tiempo, la microbiota del intestino va evolucionando para parecerse a la de un adulto. En la siguiente imagen vemos la evolución de la microbiota de un recién nacido por parto natural. Los trazos de color registran los cambios en la microbiota durante 838 días. El punto de partida es la esquina superior derecha, y el punto final es la bola irisada del triángulo inferior.

Como veis, la microbiota pasa de tener una composición típicamente vaginal, a una intestinal.

Evolución de la microbiota de un recién nacido

Todavía es pronto para saber que implicaciones tiene sembrar los recién nacidos con microbiota de un tipo u otro, pero para tratar de dilucidarlo, la doctora Maria Gloria Dominguez-Bello está llevando a cabo un experimento en bebés nacidos por cesárea consistente en aplicarles una gasa impregnada en microbiota vaginal de la madre. Aún no se han medido resultados finales (por ejemplo, saber si se reduce el riesgo de asma) pero lo que si se sabe ya es que la microbiota de los bebés se normaliza con esta sencilla intervención. De nuevo: si esto sirve de algo, el tiempo lo dirá.

La segunda fuente importante de microbiota es -como no podía ser de otra forma- la lactancia materna. Fijaos que digo la lactancia, no la leche: en la leche hay bacterias, pero en la piel de la madre también, y el niño, al mamar se contamina con microbiota dérmica. Esta es otra razón más para promover la lactancia materna.

Alteraciones en la microbiota

Como hemos dicho la microbiota de los bebés tiene su origen en la de la madre. Sin embargo, antes hemos dicho que el 90% de la microbiota de dos personas es distinta. Esto es porque el estilo de vida de cada persona y -muy especialmente- lo que comemos va modulando el microbioma de cada persona. Así pues, esto confirma la importancia de nuestra dieta no solo por los efectos que cause en nosotros, sino por los que cause en nuestros huéspedes microbióticos. Así que pensad en ellos la próxima vez que os toméis dos litros de Coca Cola de una tacada ;-P.

Otra causa de alteración de la microbiota son los antibióticos. En ocasiones es necesario tomarlos y normalmente, si están indicados, sus beneficios superaran sus riesgos, pero eso no los exime de efectos secundarios. En ese sentido, podemos volver al gráfico anterior, donde se muestra como se altera el microbioma de un bebé al administrarle antibióticos.

En efecto, el trazo rojo es una regresión consecuencia de la administración de antibióticos al bebé. El trazo, en el tiempo, va desde abajo (casi intestinal) hasta arriba (de nuevo vaginal) con lo que el antibiótico causa que se pierda la evolución acumulada.

Afortunadamente, en poco tiempo tras la administración del antibiótico, la microbiota vuelve a su punto de origen. Es lo que muestra el trazo verde que va desde arriba hasta abajo de nuevo, volviendo al estado anterior al pautado de antibióticos.

Regresión y vuelta a la normalidad tras la
administración de antibióticos

Como veis, al principio el antibiótico causa estragos, pero afortunadamente la situación se revierte y el bebé vuelve a la normalidad con el tiempo. Si gracias al antibiótico hemos evitado -por ejemplo- una sordera por una infección en el oído yo creo que la alteración del microbioma es un precio a pagar más que razonable. Si, por el contrario, se ha recetado el antibiótico para un catarro (práctica afortunadamente ya en desuso, dado que los antibióticos no matan virus) habremos hecho el canelo de forma espectacular.

Y eso os cuento. De momento lo dejamos aquí para no extender más esta entrega, pero seguiremos con más sobre microbiota en un futuro próximo.

Espero que os haya gustado y que hayáis aprendido mucho, como yo.