El microbioma humano
Emiliano Salvucci. Instituto de Ciencia y Tecnologia de Alimentos - CONICET – Universidad Nacional de Córdoba.
La medicina de hoy se enfrenta a una serie de epidemias aparecidas en la era postindustrial, entre ellas las alergias, obesidad, enfermedades autoinmunes y enfermedades inflamatorias. Las defensas del cuerpo se han vuelto peligrosamente hipersensibles a elementos como el polvo, las mascotas y la comida. La clave de este aumento está en la obsesión por la higiene. En el mundo actual parece existir una guerra contra los microorganismos. Pero es este ataque constante a los microorganismos lo que está detrás de la emergencia de una constelación de enfermedades.
En la década del 90 a partir de las investigaciones de la Dra. Erika von Mutius y el Dr. Stracham se conoció la hipótesis de la higiene que explicaba por qué los niños de familias numerosas, que tienen mayor contacto con la naturaleza, que tienen en general mayor exposición al ambiente, así como aquellos cuyas mamás estuvieron en contacto con animales, o que viven en zonas rurales, son menos propensos a desarrollar asma y alergias. Esto se debe al incremento en el número y la función de ciertas células del sistema inmune llamadas células T reguladoras, que bajan la producción de un tipo específico de citoquinas, moléculas mensajeras o señales del sistema inmunológico, lo que evita que el organismo reaccione exageradamente ante la presencia de moléculas comunes del medio ambiente.
Se trata de una forma de inmunoterapia natural, formando el desarrollo inmunitario para lo cual es necesario y fundamental la interacción con microorganismos. En años recientes los científicos han comenzado a comprender la verdadera dimensión evolutiva, estructural y funcional de los microorganismos asociados a nuestro organismo. El organismo humano es, entonces, una red compleja que presenta diez células microbianas para cada célula humana. A este conjunto de microorganismos (bacterias, virus y eucariotas) que comparten el espacio del cuerpo se lo denomina microbioma.
Particularmente, el microbioma intestinal constituye una comunidad taxonómicamente compleja y ecológicamente dinámica e influye en la maduración y la regulación, estimulación y supresión, del sistema inmune. El microbioma comienza a formarse inmediatamente después del nacimiento y hasta los 3 años está evolucionando hasta adquirir la conformación característica de la de un adulto. Durante este tiempo se desarrolla por completo el sistema inmune.
El microbioma humano ha definido en conjunto no solo al sistema inmunológico con el cual convive, sino que también forma parte integral de procesos fundamentales como la producción de vitaminas, la digestión, la homeostasis energética, la integridad de la barrera intestinal y la angiogénesis en el cuerpo humano. El microbioma provee la capacidad para degradar polisacáridos vegetales que habitualmente consumimos, ricos en carbohidratos conteniendo xilanos, pectinas y arabinosa ya que realiza el metabolismo de sacarosa, glucosa, galactosa, fructosa y manosa. La fermentación de las fibras y los glicanos requiere la cooperación y asociación de diversos microorganismos.
El microbioma metaboliza el butirato a butiril-CoA un ácido graso de cadena corta que es la principal fuente de energía de los colonocitos, cuyo desarrollo establece una barrera intestinal saludable. Participa, además, en la síntesis esencial de aminoácidos y vitaminas. Además regula funciones relacionadas al sistema nervioso y endocrino.
En un trabajo reciente, he resumido estos aspectos del microbioma humano y desarrollando un nuevo enfoque que considera que todo organismo, incluido el ser humano, no puede concebirse como aislado, sino coevolucionando, coexistiendo, con un conjunto de organismos y microoganismos que lo definieron evolutivamente por medio de procesos integrativos. Los humanos no evolucionaron como una sola especie (¿compitiendo contra quién?, ¿seleccionado por quién? ¿entre quiénes?), sino asociados con un complejo microbioma en una suerte de “superorganismo”.
Esta idea ha sido planteada por otros autores como Savinov (lo llama autocenosis) o Zilber-Rosenberg (holobionte) aunque siempre se considera a este nuevo superorganismo como un resultado de la selección natural. En cambio, en este trabajo considero que es el resultado de procesos integrativos que se observan a diferentes niveles en la naturaleza, donde cada nuevo nivel contiene propiedades únicas e indisociables de esa entidad, superior a la suma de las partes que lo componen. Es el carácter integrativo de estos sistemas, que generan propiedades emergentes y estables lo que ha dado origen también a organismos como el ser humano, construido por integración con su microbioma.
Hoy en día, muchas enfermedades son consideradas nuevas epidemias. La incidencia de un grupo de enfermedades ha aumentado desde la era industrial. Estas se relacionan con un sistema inmune hiperreactivo y este desequilibrio está relacionado con la separación de nuestra contraparte simbionte a lo largo de los últimos años. Entre ellas, se encuentran la obesidad, el síndrome metabólico, las enfermedades inflamatorias intestinales y la diabetes.
El equilibrio entre los simbiontes que construyen al superorganismo u holobionte se ha ido perdiendo con la medicina moderna, las nuevas tecnologías y los cambios en el estilo de vida. A ello debemos sumar los notables cambios en las características y composición de los alimentos y los hábitos alimentarios. Y, de acuerdo a la hipótesis de la higiene, el conjunto de factores como el poco contacto con microorganismos ambientales que incide en el riesgo a desarrollar estas enfermedades.
Restaurar el microbioma perdido es una tarea imposible, pero la comprensión del organismo humano con estas perspectivas holísticas, permiten alentar la búsqueda de soluciones más adecuadas conociendo mejor la etiología de las mismas y el trasfondo evolutivo que las genera. En ese sentido, por ejemplo, existen terapias alternativas como el tratamiento con helmintos para restablecer el equilibrio inmunológico. Comprendiendo la complejidad del superorganismo humano y entendiendo la decisiva influencia del medio ambiente en los fenómenos de integración que se observan en la naturaleza nos aproximamos a una mejor comprensión evolutiva de nuestra especie.
Trabajos originales: E. Salvucci, El agotamiento del bioma y sus consecuencias, Acta biol. Colomb. 18, 31 (2013). E. Salvucci, Selfishness, warfare and economics; or integration, cooperation and biology, Front. Cell. Inf. Microbiol. 2, 54 (2012).
Contacto: Emiliano Salvucci ([email protected])