El científico uruguayo que mapea los microbios en los intestinos de los latinoamericanos

No somos solo personas, sino verdaderos ecosistemas.

Junto a nuestras células humanas viven millones de otros organismos que conforman la llamada microbiota o microbioma, y entender su impacto en la salud es uno de los campos de investigación más prometedores de la ciencia actual.

Pero hay un gran problema: gran parte de los estudios sobre el tema se realizan en países industrializados del hemisferio norte. Y el microbioma de los latinoamericanos es diferente debido a peculiaridades en la dieta, las costumbres y la situación socioeconómica, según le explicó a BBC Mundo Gregorio Iraola, responsable del Laboratorio de Genómica Microbiana en el Institut Pasteur de Montevideo.

Iraola creó y dirige el consorcio Latinbiota, una red de colaboradores en ocho países de América Latina que buscan comprender la composición y variabilidad del microbioma humano en la región.

Es una de las iniciativas por la que acaba de recibir el prestigioso premio Pasteur Network Talent Award, que cada año distingue a científicos de gran potencial o liderazgo entre quienes trabajan en los 31 centros vinculados al Institut Pasteur de París en 27 países.

El investigador uruguayo es especialista en bioinformática, el uso de herramientas informáticas en el análisis de datos masivos generados por secuenciadores de genomas.

Gregorio Iraola habló con BBC Mundo sobre LatinBiota, los factores que generan disparidades entre el microbioma de los latinoamericanos y de otras poblaciones, y por qué entender esas diferencias es crucial para el tratamiento de enfermedades.

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¿Qué se entiende exactamente por microbiota?

La microbiota intestinal básicamente se define como el componente no humano de nuestro organismo.

Nosotros estamos compuestos por células humanas, pero también por millones y millones de células bacterianas, virus y hongos que coexisten en intimidad con nuestro cuerpo y permiten, gracias a sus funciones metabólicas, que el organismo esté saludable y que se cumplan funciones biológicas fundamentales como la digestión, la defensa ante enfermedades, el entrenamiento del sistema inmune.

Se dice a veces que esas células no humanas superan a las humanas en una proporción de 2 a 1. ¿Esto es correcto?

Hay discusión sobre el ratio, si es 2 a 1, 3 a 1, 10 a 1.

Pero lo que sí sabemos es que hay muchísimas más células microbianas en nuestro organismo que propias células humanas.

Y esas células microbianas, esas bacterias, virus y hongos microscópicos se encuentran básicamente en todas nuestras superficies, en todas nuestras mucosas, pero fundamentalmente en el intestino. El intestino es el lugar donde hay mayor biomasa de microorganismos en nuestro cuerpo.

El aparato genital tiene su microbiota propia, pero también la piel, y hay diferencias: la microbiota del codo es distinta a la de la frente.

Y el otro gran nicho donde se encuentran microbios es en la boca y en las vías respiratorias.

Nosotros nos enfocamos en la microbiota intestinal porque es aquella que ha sido más estudiada en relación a su rol en salud y enfermedad.

¿Cuándo nació tu iniciativa para estudiar la microbiota de los latinoamericanos?

Latinbiota es un proyecto a nivel continental en Latinoamérica que yo creé en el año 2019 y actualmente dirijo. El consorcio consta con colaboradores de ocho países, Uruguay, Argentina, Chile, Bolivia, Brasil, Colombia, Ecuador y México, con perspectivas también de expandirlo en los próximos meses.

Somos un grupo de más de cincuenta investigadores, y el proyecto cuenta también con el apoyo y la colaboración de dos institutos que están en Reino Unido, el Welcome Sanger Institute, uno de los centros más prestigiosos del mundo que enfoca su ciencia desde el análisis genético de distintos organismos, y el European Bioinformatics Institute (EBI).

Has mencionado que fue un gran problema el que motivó la creación de LatinBiota.

El problema es que todo o un gran porcentaje de lo que sabemos acerca del rol de la microbiota en la salud y la enfermedad viene del estudio de poblaciones del hemisferio norte y, fundamentalmente, de países de altos recursos y altamente industrializados.

Y sabemos ?ya esto es conocimiento generado? que los factores más importantes que modulan la microbiota, los que hacen que pueda llegar a cambiar o que influyen en su composición, son los ambientales.

Esto es, la dieta, factores socioeconómicos, factores culturales, cómo interactuamos con las personas o con nuestro entorno, el acceso a los medicamentos.

Los llamamos ambientales porque dependen de nuestra interacción con otras cosas.

¿Podrías darnos algunos ejemplos de cómo esos factores ambientales influyen en la microbiota?

Por ejemplo, una población que consume muchísima carne va a estar modulando su microbiota a través de la dieta de forma distinta a una con una dieta mucho más equilibrada o con menos carne roja.

Los compuestos químicos en la carne los incorporamos a nuestro organismo a través de la dieta y terminan impactando en la microbiota del intestino.

Este es otro ejemplo claro: imaginate dos personas que consumen jugo de naranja. Una persona toma el ultraprocesado de caja comprado en el supermercado y la otra exprime naranjas todos los días.

La segunda incorpora a su dieta microbios vivos que están en la cáscara de la naranja, en su pulpa y en sus propias manos.

Y eso le impacta de forma distinta a cómo le impacta a la otra tomar jugo de caja, con los conservantes, azúcares sintéticos y otras moléculas sintéticas que está incorporando y cuyo impacto en la ecología y en el equilibrio de las bacterias y otros microbios del intestino desconocemos.

¿Cómo impactan esos diferentes compuestos a los microbios en el intestino?

Las bacterias tienen una capacidad muy amplia de utilizar compuestos de la naturaleza, y eso las hace muy variables.

Y si vos alimentás a tus bacterias con determinados nutrientes van a proliferar más aquellas que son capaces de usar esos nutrientes y van a morir las que son capaces de usar otras cosas.

Si vos desbalanceás tu dieta hacia el consumo preferencial de determinados alimentos, también estás impactando en las bacterias que pueden proliferar en tu intestino. Es fascinante.

¿Cuál es la relación entre esos cambios en la microbiota y las enfermedades?

Cuando esas bacterias o su equilibrio en intestino empieza a cambiar, eso también genera respuestas de nuestro organismo.

Pueden ser respuestas inflamatorias que en muchas ocasiones las desencadenantes de enfermedades no transmisibles; es decir, enfermedades no infecciosas como la obesidad, el cáncer, enfermedades neurodegenerativas como el alzhéimer, el párkinson, el síndrome metabólico, la diabetes.

Hay una relación cada vez más evidente entre cómo responde nuestra microbiota y nuestro organismo a esos cambios en relación a estas enfermedades. Ya hay estudios que muestran la relación incluso de enfermedades tales como el cáncer y la microbiota que tenemos en el intestino.

Es un nuevo jugador que apareció hace unos pocos años y se está estudiando muy en profundidad.

Esto puede servir cómo blanco para nuevas terapias; es decir, que nosotros, a través de la modificación de la microbiota con un fármaco o a través de un cambio de estilo de vida, podamos minimizar el riesgo, por ejemplo, de sufrir alguna de estas enfermedades.

Todo eso se viene estudiando más en países del hemisferio norte y de altos recursos.

Pero como queda bastante claro en Latinoamérica, nuestras costumbres, nuestra dieta y nuestro estilo de vida pueden ser diametralmente opuestos al de países europeos o incluso Estados Unidos o China o Japón.

Mencionaste entre los factores ambientales que influyen en la microbiota cuestiones culturales.

Uno se comienza a colonizar con bacterias al momento de nacer, por lo que un aspecto fundamental que se ha estudiado es el tipo de nacimiento.

Se sabe que la microbiota de los niños nacidos por parto natural y por cesárea es diametralmente distinta.

Se han hecho estudios que indican que los nacidos por cesárea pueden llegar a tener más probabilidad de desarrollar algunas enfermedades también basadas en inflamación crónica, como alergias y susceptibilidad a infecciones respiratorias, que no las tienen tanto los niños nacidos por parto natural.

El bebé al pasar por el canal vaginal se impregna de bacterias de la madre, que básicamente son bacterias de la zona genital y de la zona perianal. El nacido por cesárea que se impregna más que nada con bacterias de la piel.

Ese determinante puede ser fundamental en los próximos años de vida y en como esa persona reacciona a cosas a las que va a estar expuesta durante su vida, ya que su sistema inmune se comienza a entrenar de forma distinta de acuerdo a las bacterias que empieza a reconocer durante esos primeros años de vida.

Es un aspecto muy importante, porque hoy en día el nacimiento por cesárea en muchos países no se da por necesidad, sino por opción. O sea, en muchos casos las madres optan por tener el parto por cesárea en vez de uno natural, y eso se ha hecho muy popular sobre todo en Estados Unidos y en Europa.

Creo que es un buen ejemplo de cuestiones comportamentales o socioculturales que pueden llegar a influir en la microbiota y por tanto en la salud a nivel poblacional. Hay países que tienen más del 50% de los nacimientos por cesárea.

También te referías a diferencias en la forma en que interactuamos. ¿Cómo costumbres comunes en Latinoamérica pueden influir en el microbioma?

Hay países en los que uno llega a trabajar y dice "hola", y se sienta y no hay interacción física con otras personas.

O, para llevarlo a algo más cotidiano y regional, con la costumbre de compartir el mate o un vaso de agua y tomar de la misma botella, se comparten las bacterias que están en la piel, en la saliva.

Esa barrera física de interacción puede determinar que un grupo de personas tenga una microbiota más compartida o menos.

Eso obviamente tiene impacto en la transmisión de bacterias entre individuo e individuo, como lo hemos visto durante los últimos dos años con otro microorganismo, el SARS-CoV-2. ¿Qué estamos haciendo para evitar que el SARS-CoV-2 se transmita entre personas? Distanciamiento, uso de mascarillas.

¿Qué han descubierto hasta ahora analizando muestras fecales de habitantes de Latinoamérica?

Son datos que no hemos publicado todavía a nivel académico, por lo que voy a manejar solamente datos generales.

La fase uno del proyecto del consorcio Latinbiota, que se desarrolló desde 2019 a 2021, tenía como objetivo entender la variabilidad natural y la composición de la microbiota en Latinoamérica en adultos saludables. O sea, no evaluamos el impacto de ninguna enfermedad en la microbiota.

Recolectamos más de 600 muestras de materia fecal de individuos de ocho países.

Se analizaron por una metodología que se denomina metagenómica, que permite secuenciar el ADN de bacterias, virus y componentes de la microbiota que se encuentran en la materia fecal.

Y los comparamos con más de 30.000 individuos a los que se les había hecho el mismo análisis en el resto del mundo.

¿Y qué hallaron?

Encontramos que hay diferencias significativas en la composición general de los microbiomas a nivel continental. Es decir, los latinoamericanos tenemos un microbioma distinto a los africanos, a los europeos, a los estadounidenses.

Descubrimos una gran cantidad de especies nuevas de bacterias y de virus, sobre todo los que se llaman bacteriófagos, que sólo infectan bacterias..

O sea, el análisis en Latinoamérica aportó el descubrimiento de cientos y miles de nuevas especies de bacterias y de virus que son parte natural de nuestra microbiota y cuya existencia se desconocía.

Además encontramos en el microbioma de personas saludables en Latinoamérica mayor abundancia de bacterias que han sido reportadas como asociadas a algunas patologías como la obesidad.

Tenemos indicios de que puede haber una dependencia entre lo que se observa a nivel poblacional, con patologías como la obesidad, y lo que está sucediendo en el microbioma de nuestras poblaciones latinoamericanas.

Latinoamérica es la región del mundo con mayor incidencia de obesidad.

¿Y será posible determinar, por ejemplo, qué factor ambiental explica esa mayor abundancia de bacterias asociadas a la obesidad?

Son cosas que a raíz de estos descubrimientos vamos a empezar a profundizar en la fase dos de Latinbiota, que comienza en 2022, y que tiene varios objetivos.

Uno es entender mejor qué factores pueden ser los que están influyendo en la presencia de esas bacterias y virus que creemos que pueden estar determinando algunas patologías que son prevalentes en la región.

Otro objetivo es expandir la representación geográfica, étnica, cultural de nuestro set de datos, porque 600 puede parecer un número grande, pero cuando lo miramos desde el punto de vista de la diversidad de culturas, de poblaciones, de todo lo que tenemos en Latinoamérica, es bastante poco.

¿Podría el proyecto ayudar también a entender el impacto de la microbiota, por ejemplo, en la depresión? ¿Podrías explicar la importancia del vínculo intestino-cerebro?

Es superimportante. Hay un eje microbiota, intestino, cerebro.

El cerebro y el intestino están conectados por nervios y estos pueden servir como autopistas para que, en determinadas condiciones, compuestos que son producidos por las bacterias en el intestino viajen hasta el cerebro y tengan allí un efecto.

Eso, obviamente, va a depender de qué bacterias tenemos en el intestino.

Si tenemos un tipo de bacterias que producen un determinado compuesto que está asociado a la depresión, o que genera un cambio a nivel del sistema nervioso que nos predispone a la depresión o a la ansiedad, o que puede ser el desencadenante de una enfermedad neurodegenerativa como el párkinson, como el alzhéimer, ese eje justamente puede estar influido por los cambios en la microbiota y por nuestra dieta incluso.

Tal vez estamos comiendo algo y no sabemos que nos está predisponiendo a estar más deprimidos o más ansiosos o más cansados.

La fase dos de LatinBiota también va a buscar enfocarse en el estudio de determinadas patologías desde el punto de vista de la microbiota que son importantes para países que están formando parte del consorcio.

Y en ese caso particular tenemos un proyecto con la Universidad Mayor de Chile, que justamente busca caracterizar la microbiota intestinal en pacientes que tienen alteraciones del sueño ?que tienen que ver con el sistema nervioso? y en pacientes mayores de 60 años que comienzan a desarrollar patologías neurodegenerativas.

¿Cuáles son las dos preguntas principales que más te gustaría responder en Latinbiota?

Una es comprender un aspecto clave: el rol de la microbiota intestinal como reservorio de mecanismos de resistencia a antibióticos.

La resistencia a antibióticos es la principal pandemia a la que la humanidad debe hacer frente en los próximos años.

Para 2050 se prevé que si no tomamos acciones drásticas, las infecciones causadas por bacterias multirresistentes van a ser la principal causa de muerte a nivel mundial, como lo era previo a la existencia de los antibióticos.

Esto es porque el mal uso de antibióticos durante décadas ha generado la aparición de bacterias que ya no podemos tratar con ningún antibiótico conocido.

Entonces, es imperioso entender cómo se da esa evolución de resistencia a antibióticos y cómo las propias bacterias que tenemos en el intestino pueden jugar un rol en mantener esa resistencia durante el tiempo y diseminarla.

Es algo que desde Latinbiota y desde mi interés personal y por tanto en el futuro inmediato vamos a estar tratando de atacar.

Y por otro lado, y esto no es una pregunta en sí misma, sino un objetivo o un ideal, es tratar de extender Latinbiota hacia otras regiones subrepresentadas del mundo como África, el Sudeste Asiático, Medio Oriente, incluso los países de Europa del Este, donde también hay un gran agujero en el conocimiento de la variabilidad de la microbiota de esas poblaciones.

Y eso lo estoy pensando a través justamente de la red internacional de Institutos Pasteur que está constituida por más de 30 institutos ubicados en todo el mundo, incluidas regiones en las que hay una gran falta de conocimiento de la microbiota.

¿Hacia dónde apunta la medicina? ¿Cómo te imaginás que en el futuro no muy lejano una mejor comprensión de la microbiota pueda ayudarnos a vivir mejor?

En el futuro seguramente va a haber medicamentos que van a estar basados en bacterias. Es decir, va a haber píldoras de bacterias.

Y uno comiendo esas bacterias va a lograr modificar su microbiota de una forma tal que van a disminuir el riesgo de padecer determinada enfermedad o curar determinada enfermedad.

Hoy en día hay empresas que están desarrollando medicamentos basados en combinaciones específicas de bacterias vivas que tienen actividad contra el cáncer.

No hay fármacos aprobados todavía, pero sí en desarrollo por varias compañías que han surgido a partir de investigaciones realizadas en el campo de la microbiota.

Existe toda esa área de entender cómo funciona la microbiota para luego usar ese conocimiento para mejorar su salud y prevenir o curar así enfermedades.

Es la medicina de precisión basada en la microbiota en que probablemente en los próximos cinco o 10 años ya comencemos a ver avances significativos.

 

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