Abundancia de metabolitos intracelulares microbianos.

Enfermedades como el lupus eritematoso, la diarrea infecciosa y la obesidad afectan a la actividad de las bacterias intestinales, pero hasta hace poco se ignoraba cuántos y cuáles eran estos efectos. Ahora una nueva técnica permite cuantificar y clasificar los efectos de estas enfermedades en la flora intestinal a partir de las especies químicas producidas por las bacterias intestinales. La definición de estos cambios puede contribuir a conocer el desarrollo de estas, y posiblemente otras, enfermedades y de la salud. Los estudios se publican en las revistas “Scientific Report” e “ISME Journal”, del grupo Nature.

Manuel Ferrer, investigador del CSIC en el Instituto de Catálisis, que ha liderado los dos estudios, explica que “nuestra flora intestinal, o microbiota, puede considerarse como un órgano adicional. Está formada por millones de bacterias que interaccionan entre sí y con nuestro organismo, afectando a su funcionamiento y salud”.

Antonio Suárez García, profesor del Departamento de Bioquímica y Biología molecular 2 e investigador del Centro de Investigación Biomédica de la Universidad de Granada, colíder y coautor de la investigación sobre la obesidad, señala que “el estudio sugiere que en personas sanas que no sufren ninguna enfermedad, el índice de masa corporal y, por tanto de obesidad, es el factor diferenciador independientemente de la edad o de cualquier otro parámetro”. Es decir una persona sana delgada tiene una composición y diversidad de especies químicas bacterianas muy diferente a la de una obesa.

Se sabe que enfermedades como la obesidad, el cáncer y enfermedades autoinmunes pueden causar cambios en la composición de las bacterias intestinales, explica Ferrer. “Sin embargo, hasta hoy no se había esclarecido qué enfermedades producen las mismas o diferentes alteraciones en la microbiota, y si en base a ello es posible clasificar diferentes enfermedades”, añade. Además, tampoco se sabía “si hay factores o enfermedades que dominen a la hora de inducir cambios gastrointestinales”.

Los investigadores han analizado por primera vez la composición y diversidad de especies químicas producidas por las bacterias intestinales, lo que se conoce como metaboloma, en tres grupos de pacientes: pacientes con lupus (enfermedad reumática sistémica y crónica), pacientes con diarrea causada por la bacteria Clostridium difficile e individuos sanos.

El lupus y la diarrea infecciosa son factores dominantes frente a la obesidad

Esto no ocurre con los pacientes que tienen lupus. Así, todos ellos tienen un perfil metabólico gastrointestinal diferenciado al de los individuos sanos, independientemente de su índice de masa corporal e historial clínico. Claramente, el lupus eritematoso es un factor dominante frente a la obesidad a la hora de su influencia en la actividad de las bacterias intestinales, comenta Abelardo Margolles, investigador del CSIC en el Instituto de Productos Lácteos.

Una persona con lupus delgada y otra obesa tienen similar composición y diversidad de especies químicas bacterianas, hecho que contrasta con lo que ocurre en personas sanas. Esto podría ser la razón de que las personas con lupus tengan mayor predisposición al llamado síndrome metabólico, detalla Margolles. Sin embargo, la obesidad en personas sin otras complicaciones patológicas sí es el factor que determina el metabolismo intracelular microbiona, detalla Suárez.

Lo mismo ocurre cuando se comparan pacientes con diarrea infecciosa e individuos sanos. En este caso, la técnica empleada permite además diferenciar los efectos producidos cuando la bacteria C.difficile produce dos toxinas, que aumentan los efectos negativos de la diarrea e influyen negativamente en la salud, según Ferrer. En todos los casos estudiados los investigadores han podido identificar marcadores químicos específicos para las patologías estudiadas.

El hallazgo abre nuevas oportunidades relacionadas con el estudio de cómo las diferencias que aparecen más abajo de la jerarquía funcional, por ejemplo a nivel de poblaciones bacterianas, acaban finalmente en el mismo patrón metabólico (o químico) que es específico para diferentes enfermedades. Se abren además por primera vez posibilidades para poder clasificar el efecto de distintas enfermedades en las bacterias gastrointestinales y cómo estas pueden afectar al desarrollo de las mismas.

Esta investigación, que ha contado con la colaboración de grupos españoles del Instituto Cavanilles de Biodiversidad y Biología Evolutiva de la Universidad de Valencia (ICBIBE), el Centro Superior de Investigación en Salud Pública (CSISP), la Universidad CEU San Pablo, el Hospital Clínico de Valencia, la Universidad de Valencia, es resultado de diferentes trabajos en el marco de una serie de proyectos financiados por el Ministerio de Economía y Competitividad, el Ministerio de Sanidad, Servicios Sociales e Igualdad, el Instituto Carlos III y la Generalitat Valenciana. Los investigadores también han contado con el apoyo del programa EraNET PathoGenoMics2 promovido por la Unión Europea. Parte de los investigadores forman parte del Centro de Investigación Biomédica en Red de Epidemiología y Salud Pública.

Referencia bibliográfica:

• David Rojo, Arancha Hevia, Rafael Bargiela, Patricia Lopez, Adriana Cuervo, Sonia Gonzalez, Ana Suarez, Borja Sánchez, MonicaMartinez-Martinez, Christian Milani, Marco Ventura, Coral Barbas, Andres Moya, Antonio Suarez, Abelardo Margolles, Manuel Ferrer. Ranking the impact of human health disorders on our gut metabolism: Systemic lupus erythematosus and obesity as study cases. ScientificReport (2015) 5:8310
• David Rojo, María J. Gosalbes, Rafaela Ferrari, Ana E. Pérez-Cobas, Ester Hernández, Rosa Oltra, Javier Buesa, Amparo Latorre, Coral Barbas, Manuel Ferrer, Andrés Moya. Clostridium difficile heterogeneously impacts intestinal community architecture but drives stable metabolome responses. ISME J (2015) advance online publication, March 10, 2015; doi:10.1038/ismej.2015.32.

Contacto: Dr. Antonio Suárez García. Centro de Investigación Biomédica de la Universidad de Granada. Parque Tecnológico de Ciencias de la Salud. Avda. Conocimiento s/n. 18100, Armilla. Tlf. 958241000/ext: 20318. asuarez@ugr.es