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Nuestro intestino alberga una de las mayores densidades de microbios, u organismos microscópicos, del planeta Tierra. Este conjunto de microbios se denomina microbioma y contribuyen enormemente a nuestro bienestar mediante su efecto sobre el metabolismo, la fisiología, la nutrición o el sistema inmunitario. De hecho, cualquier tipo de cambio en el microbioma del intestino puede acarrear consecuencias graves para la salud.
«Son muchos los factores que conforman y regulan el microbioma intestinal, entre ellos nuestra composición genómica, nuestro nicho intestinal local y lo que comemos —aclara Eran Elinav, profesor de inmunología en el Instituto Weizmann de Ciencias (Israel) y director de la división sobre Cáncer y Microbioma del Centro Alemán de Investigación Oncológica (DKFZ)—. Estudios recientes apuntan a que una perturbación del microbioma intestinal puede provocar afecciones como obesidad, diabetes, enfermedad inflamatoria intestinal, enfermedad de Crohn e incluso cáncer».
Mediante el proyecto financiado con fondos europeos META-BIOME, respaldado por el Consejo Europeo de Investigación (CEI), Elinav y su laboratorio se proponen comprender mejor estas perturbaciones. «Nuestro objetivo es averiguar qué provoca los problemas de comunicación entre el microbioma y el resto del organismo —añade—. De este modo esperamos impulsar nuevos tratamientos dirigidos al microbioma que lo regulen mejor y eviten enfermedades crónicas».
Un problema de comunicación
La investigación se basa en un sensor que desempeña una labor reguladora fundamental para la composición del microbioma intestinal, el inflamasoma NLRP6. El laboratorio de Elinav se valió de ratones para demostrar que cuando no se cuenta con este sensor, se produce una perturbación en la comunicación entre el microbioma y el hospedador. «Esta falta de comunicación altera la composición del microbioma y repercute en su funcionamiento normal, lo que puede dar lugar a distintas enfermedades», indica Elinav.
En el proyecto META-BIOME, los investigadores ahondaron en estos resultados mediante un estudio de aquello que provoca el problema de comunicación. «Descubrimos que los comensales, las bacterias beneficiosas que aportan nutrientes esenciales, liberan moléculas pequeñas que el NLRP6 detecta antes de comunicarse con el hospedador», añade Elinav.
El hospedador se sirve de esta información para garantizar que los microbios cuentan con todo lo necesario y además adopta medidas para que otros microbios no compitan con estos comensales relevantes. «Se obtiene así un intestino saludable y que funciona adecuadamente —informa Elinav—. Si bien, cuando falta el sensor NLRP6, esta información importante se pierde y comienzan a aparecer problemas».
Un salto conceptual
El descubrimiento es, en sí mismo, revolucionario, y supone uno de los primeros ejemplos de un mecanismo molecular como causa de las perturbaciones del microbioma intestinal, pero la investigación no se detuvo en este tema y fue más allá para descubrir que un microbioma alterado no solo aumenta el riesgo de enfermedad en un ratón, sino que puede transferirse a ratones a los que no les falta el sensor.
Para demostrar esta transferencia fenotípica fascinante pero poco estudiada, Elinav y su equipo aprovecharon la coprofagia de los ratones en cautividad, esto es, la tendencia de los ratones a comer las heces de otros. Mediante este mecanismo se transfiere de un ratón a otro el microbioma y los rasgos que regula. Elinav advierte de que el microbioma puede transferirse a ratones sin gérmenes, esto es, aquellos que se encuentran en aislamiento estéril especializado y carecen de todo tipo de microbioma dentro o en su entorno.
Cuando se transfiere el microbioma que no funciona adecuadamente, los microbios secretan moléculas pequeñas que suprimen el sensor NLRP6 en el receptor genéticamente intacto. De este modo se simula un estado funcional de la deficiencia NLRP6 en su nuevo hospedador, lo que permite que el microbioma que no funciona adecuadamente supere a los comensales sanos y provoque que el ratón sea más susceptible a la enfermedad.
«Si bien aún es necesario profundizar en la investigación, estos resultados apuntan a que, en ciertos casos, las enfermedades no transmisibles como la obesidad y la diabetes, podrían transmitirse de una persona a otra a través del microbioma», apunta Elinav.
Según el investigador, este descubrimiento es un cambio radical en nuestra comprensión de la biología. «El proyecto META-BIOME supone un salto conceptual en el conocimiento que se posee sobre la relación entre el organismo y sus microbios —concluye—. Entender cómo se comunican estos microbios con nuestro organismo y los factores que provocan esta perturbación de la comunicación nos permitirá tratar una serie de enfermedades provocadas por el funcionamiento inadecuado del microbioma».