Microbios intestinales y esclerosis múltiple

Microbioma intestinal
Microbioma intestinal | Crédito imagen: Science.

El microbioma es el conjunto de microbios, sus genes y las interacciones que realizan en un ambiente determinado. Los constituyentes del microbioma de nuestro cuerpo –incluyendo bacterias, virus y eucariotas y al menos una arquea- interaccionan entre ellos y con varios de nuestros sistemas, incluyendo el digestivo, el inmunitario y el nervioso. Estos microbios, especialmente aquellos del intestino, influyen sobre muchas funciones y hay quien piensa que deberían ser considerados como un órgano más de nuestro organismo, como una parte integral e imprescindible de nuestro ser, al igual que una fábrica que externaliza parte de sus procesos sigue teniendo una unidad estructural y funcional aunque tenga servicios deslocalizados de la sede principal.

El ser humano contiene diez veces más microorganismos (1014) que células humanas y el microbioma de cualquiera de nosotros tiene más variabilidad genética que todo el genoma humano y eso que en un adulto todo el microbioma pesa entre 200 y 1.400 gramos. La mayoría están en el intestino pero hay poblaciones importantes en la boca o la vagina. Solo una minoría de los microbios constituyentes pueden ser cultivados pero las nuevas técnicas de secuenciación sin cultivo han ampliado el conocimiento de nuestro microbioma, permitiendo la detección de cambios temporales, espaciales y asociados a la enfermedad en sus poblaciones.

El microbioma es muy variable, las especies de bacterias presentes en dos gemelos difieren en más del 50% y la diversidad en los virus es aún mayor. Los cambios en la dieta tienen efectos significativos en el microbioma pero una vez establecido, parece ser relativamente estable (más del 95% de los virus muestran una variación mínima tras un período de un año). Ello no obstante, los ratones que pasan de una dieta rica en polisacáridos y pobre en grasas a una dieta rica en grasas y en azúcar, cambian su microbioma en un día. Las personas que pasan de una dieta rica en grasas y pobre en dieta a lo contrario muestran también notables cambios en su microbioma intestinal a las 24 horas.

Los microbios del interior de nuestro cuerpo controlan cosas tan importantes como la concentración de algunas sustancias que pueden ser imprescindibles en determinadas proporciones y tóxicas a concentraciones mayores así como la renovación de estas moléculas si están dañadas. Un ejemplo son las hormonas sexuales donde se calcula que en torno al 65% de la testosterona de nuestro cuerpo ha pasado por nuestros microbios simbiontes.

El microbioma está implicado en la obtención y almacenaje de productos energéticos en el sistema digestivo e interacciona intensamente con el sistema inmune. La importancia funcional va más allá del nivel de moléculas circulantes y, por poner otro ejemplo, un estudio en ratones realizado por Díaz-Heijtz y su grupo y publicado en 2011 demostraba que la flora intestinal del roedor era necesaria para un desarrollo normal de su encéfalo y para un comportamiento también normal. Este trabajo mostraba que ratones libres de gérmenes mostraban un aumento de su actividad motora y una ansiedad reducida en comparación con ratones con un microbioma intestinal normal. Este fenotipo alterado de los ratones sin microbios intestinales estaba asociado con una expresión anómala de genes involucrados en rutas de segundo mensajero y en la potenciación a largo plazo en regiones cerebrales implicadas precisamente en el control mental y la ansiedad. Todos los datos indicaban que la colonización microbiana del intestino inicia mecanismos de señalización que afectan a los circuitos neuronales.

Los microbios del exterior son los responsables, por poner otro ejemplo, de nuestro olor corporal que se supone que es tan personal y único como las huellas dactilares o nuestro propio genoma. Aunque la presencia e importancia de las feromonas en los humanos es discutida no hay dudas sobre su impacto en otras especies, lo que sugiere que el éxito reproductivo de un individuo y por extensión, el éxito evolutivo de la especie puede estar ligado al microbioma que albergan en su piel. De hecho, estudios realizados en corales, por ejemplo, han visto que la supervivencia de un individuo depende no solo del propio organismo sino también de las bacterias que contiene y este equipo sería la víctima o el ganador de la selección natural. Estudios en Drosophila han demostrado que las bacterias simbiontes del intestino dirigen la preferencia de emparejamiento inducida por la dieta. Las moscas, en función de con qué se les alimenta (melaza o almidón) tienen una preferencia por una pareja que tenga el mismo tipo de dieta, preferencia que se establece en solo dos generaciones y que termina por separar poblaciones. Sin embargo, cuando se les trata con antibióticos —eliminando por tanto muchos microorganismos— se eliminan esas preferencias en la selección de pareja para los apareamientos. Esto implica también que el microbioma puede ser responsable de la formación de nuevas especies por mecanismos mucho más sencillos y presumiblemente frecuentes que el aislamiento geográfico. Entre ellos, además del apareamiento selectivo estarían otros procesos relacionados con el microbioma como el posible aprovechamiento de nuevos alimentos —las termitas pueden digerir madera por los microorganismos presentes en su sistema digestivo— o la supervivencia en nuevos tipos de hábitats —las leguminosas pueden vivir en terrenos pobres en nitrógeno por el aporte que le hacen las bacterias nitrificantes en los nódulos de la planta.

El reciente interés por el microbioma es que puede estar implicado en el desarrollo de enfermedades autoinmunes como la diabetes, la artritis reumatoide, la fibromialgia, la artritis reumatoide o la esclerosis múltiple. También hay datos que implican a nuestros microbios en la aparición o la evolución de algunos cánceres, de las alergias, de la enfermedad de Crohn o de la obesidad. Finalmente, dentro del sistema nervioso, los microbios de nuestro cuerpo parecen afectar tanto en condiciones normales, modulando los niveles de neurotransmisores, como patológicas relacionadas con los desequilibrios en la producción de neurotransmisores que se encuentran en algunos trastornos como la esquizofrenia, la depresión o el trastorno bipolar. Los datos son diversos y fragmentarios.

Por poner otros dos ejemplos relacionados con las Neurociencias, en el caso de la anorexia se ha visto un aumento de un tipo de bacteria Methanobrevibacter smithii mientras que los niños con autismo muestran una mayor diversidad bacteriana. Como siempre en estos casos, surge la duda de si los cambios se deben a las diferentes dietas de unos y otros o si por el contrario la diferencia en el microbioma sería previo y, quizá, un factor desencadenante.

Bacteria Methanobrevibacter smithii
Bacteria Methanobrevibacter smithii

Aunque se sabía que el microbioma intestinal modulaba la función del sistema nervioso, hasta hace poco no se conocía porqué vía podía ejercer esa influencia. Se ha visto que esos microbios intestinales son necesarios para una excitabilidad normal de las neuronas sensoriales del sistema nervioso entérico lo que implica un posible mecanismo para la transferencia de información entre los microbios intestinales y el sistema nervioso. También se ha visto que la propia supervivencia de las neuronas que controlan el movimiento intestinal está determinada por moléculas liberadas por los microorganismos del tubo digestivo.

La esclerosis múltiple es una enfermedad inflamatoria donde el sistema inmune ataca a las envueltas de mielina del propio cuerpo. La mielina es una cubierta grasa responsable del color de la sustancia blanca del sistema nervioso central. El ataque a la mielina genera importantes problemas físicos y psíquicos, algunos de los cuales pueden irse agravando y convirtiéndose en permanentes. La esclerosis múltiple no tiene cura, es más común en mujeres que en hombres y se supone que reduce de 5 a 10 años la esperanza de vida.

Aunque no se sabe porqué aparece la esclerosis múltiple en las personas afectadas, en modelos animales de esclerosis múltiple, la enfermedad no se manifiesta en ratones si no tienen microbioma. Sin embargo, cuando se deja que el intestino sea colonizado por grupos de bacterias, la enfermedad vuelve a manifestarse. Más aún, la introducción de polisacáridos bacterianos de la especie comensal Bacteroides fragilis protege contra el desarrollo de esta enfermedad autoinmune en los modelos en roedores.

Las lesiones típicas de la esclerosis múltiple, que son las que le dan nombre, muestran cambios inflamatorios que sugieren un ataque combinado de los linfocitos B y T autoreactivos contra la mielina. Estas células derivan de progenitores inocuos que se activan erróneamente contra los tejidos propios. Usando un modelo murino —en ratones— que desarrolla espontáneamente una encefalomielitis autoinmune, se ha visto que la flora intestinal pone en marcha los cambios del sistema inmune, activando células T que atacan específicamente la mielina. El microbioma intestinal también es clave en el reclutado y activación de los linfocitos B que producen anticuerpos autoinmunes. Estas observaciones identifican una secuencia de sucesos que ponen en marcha este proceso autoinmune específico de un órgano. Es muy posible que la mayor esperanza para detener la esclerosis múltiple que pueda existir en este momento esté en las bacterias de nuestro intestino, en el microbioma humano.

Para leer más:

  • Arnold C. (2013) The other you. New Scientist 2899: 31-34.
  • Berer K, Mues M, Koutrolos M, Rasbi ZA, Boziki M, Johner C, Wekerle H, Krishnamoorthy G. (2011) Commensal microbiota and myelin autoantigen cooperate to trigger autoimmune demyelination. Nature 479(7374): 538-541.
  • Brucker RM, Bordenstein SR. (2013) The hologenomic basis of speciation: gut bacteria cause hybrid lethality in the genus Nasonia. Science. 341(6146): 667-669.
  • Clemente JC, Ursell LK, Parfrey LW, Knight R. (2012) The impact of the gut microbiota on human health: an integrative view. Cell. 148(6): 1258-1270.
  • Diaz Heijtz R, Wang S, Anuar F, Qian Y, Björkholm B, Samuelsson A, Hibberd ML, Forssberg H, Pettersson S. (2011) Normal gut microbiota modulates brain development and behavior. Proc Natl Acad Sci U S A. 108(7): 3047-3052.
  • McVey Neufeld KA, Mao YK, Bienenstock J, Foster JA, Kunze WA. (2013) The microbiome is essential for normal gut intrinsic primary afferent neuron excitability in the mouse. Neurogastroenterol Motil. 25(2): 183-e88.
  • Sharon G, Segal D, Zilber-Rosenberg I, Rosenberg E. (2011) Symbiotic bacteria are responsible for diet-induced mating preference in Drosophila melanogaster, providing support for the hologenome concept of evolution. Gut Microbes 2(3): 190-192.

8 Comentarios

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xrisstinahxrisstinah

Yo, por si acaso, me como los actimeles con muesli y las naranjas sin colesterol, por si mi genética se deja seducir.

Automatic JackAutomatic Jack

Muy interesante, llevo un buen tiempo preguntándome quien es el simbionte de quien, si la colonia bacteriana de nosotros o nosotros de la colonia bacteriana.

Pascal MonzóPascal Monzó

apasionante , nos queda mucho por saber , Fleming descubrio la penicillina …….. quiza conociendo más los microorganismos se resolveran muchas enfermedades !!!!

MirabilisMirabilis

muy interesante. Debe ser por eso que se comparte comida entre amigos y familiares cuando hay que celebrar algo

julian

Muy interesante tu post.
Cuando dices “Las personas que pasan de una dieta rica en grasas y pobre en dieta…” supongo que quieres decir “… pobre en fibra”. ¿Es correcto?
Lo de la variación del microbioma en gemelos, ¿se refiere a cuando se alimentan igual o a cuando lo hacen de forma diferente?
Muy interesante lo de la esclerosis múltiple y su probable relación con las bacterias.
Lo de que los ratones sin bacterias tengan menos ansiedad también me parece muy importante. Habrá que averiguar que bacterias son las culpables.
Un saludo, Julián

Julian

¿Que opinas del Lactobacillus LPR? Se han realizado dos estudios doble ciego con placebo que demostraron sus propiedades adelgazantes, de mayor disminución de la proporción de grasa en relación con el placebo y de conservación de la masa magra. Espero que se confirmen por estudios independientes y no ocurra como con Danone que tuvo que pagar 21 millones de dólares en Estados Unidos por publicidad engañosa de sus productos (Activia y Actimel).

Chefi Pérez FernándezChefi Pérez Fernández

Yo estoy diagnosticda de EM secundaria progresiva y en una época que hice un tratamiento de ozono vía rectal fue cuando tuve mejor calidad de vida. Me gustaría volver a hacerlo pero como siempre está el problema del dinero, tenían que autorizar ese tipo de tratamiento por la Seguridad Social. Claro los laboratorios les interesa que te llenen de pastillas.

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