jueves, 23 de agosto de 2012

Microbioma: el primer “mapa” de nuestras bacterias, el segundo genoma humano


El microbioma humano es el conjunto de los microbios y sus genes que pueblan nuestro cuerpo. Conocerlo es un inmenso trabajo comparable con el Proyecto Genoma Humano. Algunos ya consideran al microbioma humano como nuestro segundo genoma. 

El primero fue Anton van Leeuwenhoek, que con rudimentarios microscopios que él mismo se fabricaba vio unos “animálculos” que habitan en nuestra boca. Hace cinco años el Instituto de Salud de EE.UU. lanzó un ambicioso proyecto denomina Proyecto Microbioma Humano para conocer las bacterias que pueblan nuestro organismo. Se trata del mayor estudio hecho hasta ahora y ha supuesto un enorme trabajo previo para definir y estandarizar los protocolos de trabajo y las técnicas de secuenciación y análisis bioinformático, muchas de ellas desarrolladas específicamente para llevar a cabo este proyecto. Han colaborado más de 200 científicos de 80 instituciones distintas. Se han secuenciado y analizado muestras de 242 personas sanas (129 hombre y 113 mujeres), de cada una de ellas se han tomado muestras al menos 3 veces durante 22 meses, de 18 partes distintas del cuerpo (9 de distintas zonas de la cavidad oral, 5 de la piel, 1 de heces y 3 de vagina). En total más de 11.000 muestras. Los resultados se publicaron en varios trabajos de forma simultánea en Nature y PLoS. ¿Cuáles han sido las principales conclusiones?
 
 El número de bacterias en nuestro cuerpo es 10 veces superior
 al número de células humanas: somos más microbios
de lo que nos pensamos.

La técnica empleada ha sido la secuenciación del gen 16S rRNA, que permite realizar estudios filogenéticos de comunidades microbianas complejas y asignar los nombres a las bacterias. En estos trabajos se han analizado más de 27 millones de secuencias de ADN!

La diversidad encontrada ha sido enorme. Se estima que en nuestro cuerpo habitan más de 10.000 especies bacterianas diferentes. En este trabajo se han secuenciado los genomas completos de 800 bacterias y se quiere llegar pronto a las 3.000. En general, nuestras comunidades microbianas están compuestas de algunos tipos bacterianos (muy pocos) que son muy abundantes y frecuentes, junto con muchas, muchas bacterias distintas pero representadas en pequeño número. O sea, que aunque la diversidad es enorme, hay algunas pocas bacterias con las que nos llevamos muy bien y aparecen mucho en nuestro cuerpo. 

No sabemos por qué, pero también el tipo de bacterias es muy variable entre personas: las bacterias que tienes tú son distintas de las mías. El microbioma es único de cada individuo. Probablemente  dependa de la dieta, el grado de obesidad, la inmunidad, le genética del individuo… Sin embargo, la comunidad de bacterias en una persona determinada no parece cambiar mucho a lo largo del tiempo.

Cuando se compara la microbiota en distintas zonas del cuerpo, se observa que las bacterias de cada parte son muy diferentes. La mayor diversidad microbiana la encontramos en el tracto intestinal y en la boca, la piel tiene una diversidad media y dónde menos tipos distintos de bacterias hay es en la vagina, donde el género más abundante es Lactobacillus. Por ejemplo, en la cavidad oral predominan los géneros Streptococcus, Haemophilus, Actinomyces y Prevotella, en la piel Propionibacterium, Corynebacterium y Staphylococcus, y Bacteroides es predominante en heces. La bacteria más abundante de todas en nuestro cuerpo es Streptococcus.

Además, combinando todos los datos, se calcula que el microbioma femenino es más complejo y diverso que el de los hombres (51.373 unidades taxonómicas en las mujeres frente a 48.388 en los hombres).

También han encontrado que casi todo el mundo lleva en su interior algunas bacterias que son patógenas. No patógenos de alto riesgo sino los que se denominan oportunistas como Staphylococcus epidermidis, Streptococcus pneumonieae, Haemophilus influenza, Listeria monocytogenes, Neisseria meningitidis o Neisseria gonorrhoeae entre otros. Simplemente co-existen con el resto de la microbiota que las “mantiene a raya”.

Como parte del trabajo, han buscado también en las muestras de heces nuevos tipos de bacterias hasta ahora desconocidas. Han descubierto nuevos representantes de los grupos Bacteroides, Firmicutes y Proteobacteria. No son muy abundantes pero sí frecuentes en muchas personas. La mayoría estaban relacionados con un género bacteriano recientemente descubierto: Barnesiella

Ahora comenzamos a saber quién está ahí, lo siguiente será conocer qué hacen ahí, su función. El estudio del microbioma humano es muy importante porque en el futuro nos permitirá encontrar nuevos microorganismos, nuevas funciones para cantidad de genes “huérfanos”, nuevas rutas metabólicas y regulatorias, correlacionar microbiota-salud-enfermedad, desarrollar nuevas estrategias profilácticas y aplicaciones de los probióticos y un largo etcétera. Como ves un trabajo muy interesante. Te hago una apuesta: el conocimiento del microbioma humano será la noticia científica del año 2012.

Si te interesa, puedes oír en la BBC un programa especial sobre Human microbes (30 min).

The Human Microbiome Project Collection (PLoS collections)

The Human Microbiome Project Consortium. (2012). A framework for human microbiome research. Nature, 486, 215-221 DOI: 10.1038/nature11209  

The Human Microbiome Project Consortium (2012). Structure, function and diversity of the healthy human microbiome. Nature, 486, 207-217 DOI: 10.1038/nature11234

miércoles, 15 de agosto de 2012

microBIO: los top-ten del primer año!


Hace unos días microBIO cumplió su primer añito. Ya es toda una plataforma de divulgación científica de noticias y curiosidades sobre virus, bacterias y otros temas relacionados con la microbiología y la ciencia que puedes seguir también en Facebook, Twitter y Scoop.it.

Con más de 37.000 visitas, el 30% de los seguidores son de España, y el resto (por orden de número de seguidores) de México, Colombia, USA, Perú, Argentina, Chile, Ecuador, Venezuela, Bolivia….y muchos más. Durante este tiempo hemos publicado 85 entradas. Estas son las más populares, las que más visitas han recibido. Gracias a todos por estar ahí!

(2.199 visitas). ¿Cómo una proteína quimérica puede hacer que mueren o se “suicidan” solo las células infectadas por el virus?

#2. Bacterias que fabrican grafeno: el material del futuro (1.402). Un grupo de ingenieros japoneses consiguen sintetizar grafeno empleando la capacidad de algunas bacterias de emplear el óxido de grafeno como aceptor final de electrones en su cadena respiratoria.

#3. Acidez de estómago:bacterias que viven en el jugo gástrico (1.290). El truco de Helicobacter pylori para resistir en un ambiente tan ácido como el estómago: una enzima, la ureasa, que neutraliza el ácido gástrico.

#4. Microbiología 2.0:virus y bacterias, pero qué bonitos son! (1.113). Recursos para la docencia y la divulgación de la microbiología que puedes encontrar en la web, Facebook, YouTube …

#5. Los delfines también tienen brucelosis (830). Brucella es una bacteria se ha aislado de animales domésticos y de especies silvestres. Desde hace años se han descrito también aislamientos de esta bacteria en mamíferos marinos, como delfines, marsopas, ballenas y focas.

#6. El tipo de bacterias de tu piel explica por qué a ti te pican los mosquitos y a mí no (675). El tipo y la cantidad de bacterias que una persona tiene en la piel desempeñan un importante papel en la atracción de los mosquitos.

#7. Ébola-Marburg, virus mortíferos: encuentran el primer Filovirus en España (484). Aunque no esté asociado a ninguna patología humana, descubren el primer Filovirus en Europa, en murciélagos de una cueva de Asturias.

#8. Por fin, un virus bueno!: el virus GBV-C mejora la supervivencia de las personas VIH positivas(466). Este virus no se ha asociado hasta el momento con ninguna patología o enfermedad. Por el contrario, parece interferir directamente con la replicación del VIH, de manera que en las personas infectadas por ambos virus se retrasa la progresión de la enfermedad por VIH.

#9. Bacteriófagos (virus que matan bacterias) en vez de antibióticos (415). Un paso más para diseñar y construir mutantes de bacteriófagos capaces de unirse a muchas bacterias patógenas distintas, y poder ensayar su empleo como una alternativa a los antibióticos.

#10. “Inteligencia emocional” microbiana: cómo las bacterias se adaptan al ambiente (388). Cómo las bacterias son capaces de modificar y remodelar la estructura del  lipopolisacárido (LPS) como estrategia para adaptarse a cambios ambientales.