Así pueden ayudar las cores tecnológicas al estudio del microbioma intestinal

En nuestro organismo existen diez bacterias por cada célula humana. Esta riqueza microbiana juega un papel clave en nuestro estado de salud y en el desarrollo de determinadas enfermedades. Un papel poco entendido hasta la publicación de las investigaciones de Jeffrey I. Gordon, Director del Center for Genome Sciences and Systems Biology de la Universidad de Washington, que descubrió la compleja relación entre la microbiota intestinal y la nutrición y la salud, además de su influencia en problemas como la obesidad.

“El impacto del microbioma sobre la salud es conocido desde hace tiempo”, explica a Biocores, la Dra. Malú Calle, del Departamento de Biología de Sistemas de la Universitat de Vic. La científica se refiere así al conjunto de microorganismos que forman parte del organismo, compuesto en más de un 90% por bacterias, y al que muchos denominan ya el “último órgano”.

En los últimos años, la investigación ha determinado el rol del microbioma en la digestión o el sistema inmunológico, señalando también su posible asociación con trastornos como el autismo o la infección por el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH). Iniciativas como Saca La Lengua, impulsada desde el Centro de Regulación Genómica, el Centro de Epidemiología Ambiental y la Obra Social La Caixa, estudian muestras de pacientes para analizar el microbioma bucal y comprobar su variabilidad y la relación de esta con características fenotípicas o ambientales de los participantes. La investigación sobre el microbioma fue además discutida durante el encuentro The Human Microbiome, Present Status and Future Prospects, organizado por B-Debate, una iniciativa de Biocat y de la Fundación Obra Social La Caixa. ¿Pero cómo pueden ayudar las cores tecnológicas a dichos estudios sobre el microbioma? ¿Qué papel juega la microbiota intestinal, probablemente la más evaluada, en nuestro estado de salud? ¿Son los resultados de estos trabajos fruto del uso de cores tecnológicas?

El big data del microbioma

Según Calle, “la secuenciación de genomas nos permite cuantificar la diversidad, la composición y la cantidad de microorganismos que existen en cada paciente”, lo que ayudará a realizar investigaciones más rigurosas. En ese sentido, los avances tecnológicos han permitido hacer mediciones cuantitativas clave, especialmente en relación a la microbiota intestinal. En el futuro, de acuerdo a la científica de la Universitat de Vic, se profundizará en el papel que juega la microbiota pulmonar en el desarrollo de enfermedades respiratorias o en el estudio de las bacterias de la piel y de la saliva, como ya hace el proyecto Saca La Lengua. Estas ultimas muestras, como apunta Calle, también podrían relacionarse con un incremento del riesgo de padecer cáncer de páncreas, por lo que podrían utilizarse como biomarcador.

“Primero debemos caracterizar la composición y características del microbioma de las personas sanas, para luego determinar la variabilidad y establecer patrones en los pacientes”, señala la investigadora. Estos estudios nos permitirán identificar marcadores para conocer el riesgo de padecer enfermedades, e incluso predecir la evolución de un trastorno específico. La información generada constituye el “big data” del microbioma, que parte de la secuenciación del genoma de los microorganismos. “Así podremos establecer no sólo la abundancia bacteriana, sino también la abundancia de genes con una determinada función”, comenta la Dra. Malú Calle. “Hay microorganismos de determinadas especies que intervienen en aspectos metabólicos, otros tienen relación con parámetros inmunológicos o con la dieta”, explica la científica, líder científica del B-Debate sobre el microbioma.

¿Qué retos tienen ahora las cores tecnológicas en este tipo de investigaciones? Según Calle, el futuro de la investigación del microbioma abordará dos fases diferentes. En primer lugar, “es necesario poner a punto las herramientas bioinformáticas que nos permitan evitar el error de fondo que presentan los datos generados a partir de la secuenciación genómica”. La segunda etapa deberá desarrollar el análisis multivariante estadístico, que nos ayude asimismo a evaluar las redes formadas por estos microorganismos, y así desentrañar su papel en nuestro organismo.

Chaysavanh Manichanh, investigadora del Vall d’Hebron Research Institute, apunta un tercer reto para las cores tecnológicas: la anotación en bases de datos. “Estamos sólo al principio de la aplicación de la secuenciación genómica y de la bioinformática en el análisis del microbioma”, señala. En la actualidad sabemos que hay diez millones de funciones, muchas de ellas desconocidas, que podrían ser relevantes para entender el rol del microbioma en la salud.

La científica, que formó parte del proyecto MetaHIT, encargado de caracterizar e identificar la variabilidad genética de las comunidades microbianas del sistema digestivo, ha publicado recientemente un estudio en el que se describía la importancia de esta microbiota en el síndrome del intestino irritable. Sus resultados, publicados en NatureScientific Reports, han determinado que los pacientes con este trastorno cuentan con una menor diversidad microbiana. El análisis de 113 personas con intestino irritable y 66 personas sanas, además del estudio de 273 muestras fecales, ha indicado que “los diferentes fenotipos tienen una flora distinta, por lo que a la hora de proponer los tratamientos, debería tenerse en cuenta también la microbiota de cada paciente”, señala Manichanh a Biocores.

El estudio del VHIR, al igual que ocurrió con otros trabajos anteriores sobre el microbioma, demuestra el potencial de estas investigaciones en la prevención, el diagnóstico y el abordaje terapéutico de un amplio abanico de enfermedades. Un potencial que mejorará con la ayuda de las cores tecnológicas, que permitirán realizar análisis con mayor detalle y rigurosidad, cuantificando y valorando el papel que juegan estos microorganismos en nuestra salud.