Fabi Cremer

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Microbiota – Las bacterias Buenas

.Microbiota intestinal, Microbioma y la salud humana

Las bacterias buenas son importantes para nuestra salud.

El concepto de actividad simbiótica entre los microorganismos y el ser humano se conoce desde hace bastante tiempo. Por lo tanto, resulta biológicamente posible que la microbiota intestinal (MI) (véase el Glosario ) y el cuerpo humano se encuentren en una interacción permanente, y de mucha mayor complejidad de la que se conoce. Esto podría, a su vez, contribuir de manera significativa al equilibrio salud- enfermedad de los seres humanos.

De hecho, el microbioma (véase el Glosario). Desempeña un papel importante en la salud humana: Ayuda a digerir los alimentos y a liberar sus nutrientes. Protege de la invasión de patógenos peligrosos y estimula el sistema inmunitario, entre otras funciones.

Sobre la base de estas hipótesis, los Institutos Nacionales de Salud de los Estados Unidos iniciaron, en 2007. El Proyecto Microbioma Humano con el objetivo de saber si los cambios en  el microbioma podrían correlacionarse con modificaciones en la salud humana.

A la fecha, y a partir de nuevas investigaciones moleculares, se ha podido identificar un número considerable de microorganismos. Ahora se sabe que en el cuerpo humano habitan varios miles de millones de microbios. La mayoría de los cuales viven en el tubo digestivo cuyo recuento celular supera ampliamente el número de células humanas.

El cuerpo humano y los Genes

En términos cuantificables, se sabe que hay en el cuerpo entre 5 y 8 millones de genes microbianos y aproximadamente 20 000 genes humanos.

Quizá lo más relevante de esta coevolución genética humano MI. Es la posibilidad de expandir nuestras capacidades más allá de lo que está codificado en nuestro genoma. De hecho, el microbioma del intestino humano contribuye con el 36% de las moléculas pequeñas que se encuentran en la sangre. Como ejemplo, podemos mencionar los ácidos grasos de cadena corta. Que proveen energía a las células epiteliales colónicas y participan en la síntesis de colesterol; los ácidos biliares, que colaboran en la absorción de lípidos y vitaminas liposolubles, y los metabolitos de la colina, que modulan la homeostasis de la glucosa y el metabolismo lipídico.

El objetivo del presente artículo es presentar cómo se adquiere la MI, cuál es su dinámica desde el nacimiento hasta la vejez, y comentar la relación bidireccional entre la MI y el ser humano, repercutiendo en el estado de salud-enfermedad y en la biodisponibilidad de los medicamentos.

Microbios maternos, o bacterias desde el nacimiento

En líneas generales, la vía de nacimiento determina una tendencia en las primeras exposiciones a los microorganismos en los recién nacidos. Por ejemplo, el primer acceso de los microbios maternos, en los bebés nacidos por vía vaginal, está marcado por la rotura de membranas. Esta condición favorece la colonización con Lactobacillus, Prevotella y Atopobium.

Microbios maternos, o bacterias desde el nacimiento

Por el contrario, los bebés nacidos por cesárea no reciben contribuciones de la microbiota vaginal y se exponen, en cambio, a la microbiota de la piel. Lo que se refleja en una MI más semejante a la de la piel materna, con menor tasa de aislamiento de Bifidobacterium. Una prevalencia mucho más baja de Bacteroides y predominio de Staphylococcus, Corynebacterium y Propionibacterium.

Una vez establecido este primer contacto de relevancia clínica entre la MI materna y el bebé. La MI se va modificando dinámicamente por una serie de interacciones entre el huésped y el ambiente, que involucran la dieta, el uso de antibióticos, las enfermedades y el estilo de vida. La leche materna no es estéril, sino que proporciona una fuente importante de bacterias ácido-lácticas con capacidad probiótica. Que serán comensales del intestino del recién nacido, convirtiéndose así en uno de los principales factores determinantes de la composición de la MI. Entre las bacterias comúnmente aisladas se  encuentran Staphylococcus, Streptococcus, Lactococcus, Enterococcus y Lactobacillus.

Microbiota con leche materna y formula

Los niños amamantados presentan una MI más saludable que los alimentados con fórmula, debido a la presencia de bacterias ácido-lácticas, así como de factores bifidogénicos, en la leche materna, que favorecen el mayor crecimiento de Lactobacillus y Bifidobacterium.

En los primeros meses, hasta la introducción de los alimentos sólidos, aumenta la diversidad y los aerobios son suplantados por anaerobios facultativos y luego por anaerobios estrictos. Finalmente, con la introducción de los alimentos sólidos y, en algunos casos, con el destete, los ecosistemas microbianos convergen hacia un perfil característico del tracto gastrointestinal adulto, con abundancia de Bacteroides.

A lo largo de la vida, la composición de la MI puede modificarse de manera reversible o no; hay evidencias de que varía en función de la dieta, el estrés ambiental, la fiebre, la terapia antibiótica y las enfermedades intestinales, entre los fenómenos más comunes. La lactancia materna exclusiva puede ser relevante en el restablecimiento de la composición de la MI postratamiento antibiótico.

En síntesis, los recién nacidos de término, los nacidos por vía vaginal y los alimentados con lactancia materna exclusiva parecen tener una MI más beneficiosa (mayor número de Bifidobacterium y menor número de C. difficile y E. coli).

En el envejecimiento, tanto la inmunosenescencia como el envejecimiento de la mucosa intestinal y el cambio del patrón alimentario afectan la composición de la MI, apreciándose una disminución de Bacteroidetes y un aumento de Firmicutes, así como una disminución importante de Bifidobacterium en las personas mayores de 60 años.

Repercusiones fisiológicas asociadas a la microbiota

Existen evidencias de que la MI humana desempeña un importante papel en algunos de los procesos fisiológicos del cuerpo humano. Algunas líneas de investigación avalan la hipótesis de que el microbioma o bacterias buenas, modula la actividad de algunos fenotipos en relación con el metabolismo, la respuesta inmunitaria y la biodisponibilidad de diferentes fármacos, condiciones que influirán tanto en la susceptibilidad del huésped para contraer enfermedades como en la respuesta variable a la terapéutica.

Repercusiones fisiológicas asociadas a la microbiota
Por ejemplo, los diferentes microorganismos que colonizan el intestino son capaces de generar respuestas en el sistema inmunitario que tendrían implicaciones protectoras sobre los fenómenos alérgicos.

También es importante destacar que una adquisición o desarrollo posnatal inadecuado o interrumpido de la MI se ha asociado con la posterior predisposición a sufrir patologías como enterocolitis necrosante, diarrea asociada  a antibióticos, desnutrición, enfermedad inflamatoria intestinal y asma.

Recientemente, se ha postulado que la baja exposición a las bacterias que tienen muchos de los niños en la vida moderna debido a una excesiva higiene podría favorecer la aparición de enfermedades autoinmunitarias. Esto se sustenta en estudios realizados in vitro, en los que la baja exposición a los antígenos microbianos disminuyó la expresión de citocinas inmunomoduladoras.

Otros trabajos realizados en animales vincularon la MI a la aparición de obesidad, diabetes o enfermedad inflamatoria intestinal, condición que deberá avalarse con mayor solidez en ensayos clínicos en seres humanos.

Microbiota y fármacos

Los fármacos y la MI presentan una interacción recíproca. Así como los antibióticos son capaces de afectar la estructura de las comunidades microbianas endógenas al interferir en la síntesis de ácidos nucleicos bacterianos o modificar la permeabilidad de la pared microbiana, las bacterias, a través de sus sistemas enzimáticos, pueden actuar sobre algunos fármacos y modificar su actividad.

¿Cómo puede la microbiota afectar a un fármaco?

La MI tiene la capacidad de alterar algunos productos químicos. Estas biotransformaciones pueden realizarse de forma directa o indirecta.

La biotransformación directa involucra una gran variedad de enzimas, secretadas por la MI, que pueden modificar al fármaco haciendo que éste presente mayor o menor actividad. Como ejemplo de efectos opuestos podemos mencionar la activación de la sulfasalazina y la inactivación de la digoxina, aunque se describieron más de 30 fármacos sustratos de estas enzimas bacterianas. Por su parte, en la biotransformación indirecta, la MI puede secretar metabolitos que actúan como sustrato de enzimas del huésped y modifican la capacidad de estas últimas de biotransformar los medicamentos.

En cualquiera de los casos, una disminución de la capacidad del huésped para metabolizar las drogas, podría afectar la acción farmacológica deseada, disminuyendo o prolongando la permanencia del fármaco en circulación, con una eventual ineficacia o con aumento de su toxicidad.

¿Cómo puede un fármaco afectar la microbiota o bacterias buenas?

¿Cómo puede un fármaco afectar la microbiota o bacterias buenas?

Varios productos químicos pueden alterar la MI de forma directa (mediante el cambio de su composición) o indirecta (mediante el cambio de los parámetros ambientales).

Así, las catecolaminas pueden alterar el crecimiento y la movilidad de la MI se halló una relación entre el estrés y la predisposición del huésped a las infecciones y los polifenoles y el etanol pueden modular selectivamente el crecimiento de algunas bacterias comensales.

Otro caso interesante es el de los inhibidores de la secreción ácida gástrica, cuyo uso también se relacionó con infecciones intestinales a expensas de la modificación de la MI.

En este contexto, los fármacos más estudiados e identificados con la alteración de la MI son los antibióticos.

El efecto de la ciprofloxacina sobre la MI es marcado y rápido (3 a 4 días de iniciado el tratamiento) e involucra la pérdida de un tercio de los taxones y un cambio en la composición y el equilibrio de la comunidad. Si bien con el cese del tratamiento la comunidad comienza a regresar a su estado inicial, a largo plazo (6 meses) todavía presenta un estado alterado, con taxones que no se recuperan.

En el caso de claritromicina más metronidazol (terapia de uso común contra H. pylori), a la semana de tratamiento se observa una drástica disminución de la diversidad bacteriana. A pesar de que al suspender los antibióticos la MI tiende hacia una composición pretratamiento, queda alterada, en algunos casos, hasta 4 años después. Con respecto a la clindamicina, también se observó que 2 años después de eliminada la presión de selección todavía persistían los efectos a largo plazo sobre la MI.

Recuperacion de la MI

De estos estudios podemos concluir que si bien generalmente los antibióticos tienen efectos a corto plazo sobre la MI. El impacto de algunos de ellos perdura por períodos prolongados. Además, las cepas resistentes a los antibióticos pueden persistir a largo plazo en el huésped, aun en ausencia de presión selectiva.

La MI alterada puede ser altamente vulnerable a la invasión o el crecimiento de patógenos durante su recuperación. Porque los nutrientes se encuentran en gran abundancia y las poblaciones residentes disminuyen. Una recuperación que requiera más tiempo –por un tratamiento antibiótico prolongado o repetido– podría llevar a un mayor crecimiento de cepas patógenas, como Clostridium difficile. De hecho, las comunidades fecales en los pacientes con C. difficile se caracterizan por una diversidad de flora endógena notablemente disminuida. Cabe señalar que, en los pacientes que sufren infecciones reiteradas con este microorganismo, una alternativa terapéutica es realizar un trasplante de MI.

Si bien casi todos los antimicrobianos se han asociado con C. difficile, la clindamicina. Las cefalosporinas de tercera generación, las penicilinas y las fluoroquinolonas se consideran las de mayor riesgo.

Esta interacción recíproca entre la MI  y los fármacos es tan relevante que algunos autores plantean la posibilidad de considerar la metagenómica (véase el Glosario). A la hora de desarrollar un fármaco y de decidir una conducta terapéutica. Por el momento, resulta plausible la posibilidad de alterar la abundancia de bacterias patógenas (disminuyendo su efecto perjudicial en el huésped) de manera específica y sin causar una perturbación adicional a la comunidad, por medio de la administración de probióticos (véase el Glosario).

CONCLUSIONES – Bacterias Buenas

Los estudios funcionales muestran que las perturbaciones en la MI causadas por la dieta y la medicación (en particular los antibióticos.) Pueden ser perjudiciales para la salud. Además, hay evidencias de que algunas de estas modificaciones podrían conducir a enfermedades. Por lo que entender la base de estos cambios resulta fundamental para el desarrollo e implementación de terapias dirigidas a la manipulación de la microbiota (bacterias buenas). Esto involucra tanto manejos terapéuticos (fármacos dirigidos contra genes microbianos) como nutricionales (modificaciones en la composición de la MI a través de la dieta o intervenciones con prebióticos y probióticos). Algunas de estas estrategias se encuentran en fases avanzadas de desarrollo y hay una amplia justificación teórica para pensar que existen aún más intervenciones terapéuticas sobre la MI que podrían resultar beneficiosas. Tanto en la prevención como en el tratamiento de enfermedades. Las futuras investigaciones permitirán ampliar el conocimiento sobre este importante campo.

GLOSARIO DE TÉRMINOS – Bacterias Buenas

(Modificado de Gordon JI)

  • Microbiota intestinal. Comunidad de microbios que vive en el tracto gastrointestinal de una El término abarca Bacteria, Archaea, Eukarya y virus.
  • Microbioma intestinal. Colección total de genomas y genes presentes en la microbiota intestinal.
  • Metagenómica. Estudio de las estructuras y funciones de las comunidades microbianas. Algunos autores limitan el término a los análisis del DNA y el RNA, mientras que otros incluyen también las proteínas y los metabolitos.
  • Cambio en la configuración estructural o funcional de la microbiota que produce una alteración en la homeostasis entre un huésped y la comunidad microbiana que este aloja.
  • Probiótico. Microorganismo vivo que, al ser ingerido, proporciona un beneficio para el huésped. Ya sea directamente a través de interacciones con las células de éste o indirectamente a través de efectos sobre los miembros de la microbiota.}

Articulo en colaboracion de:

Dr. Norberto D. Giglioa, Dr. Fernando Burgosb y Dr. Brian M. Cavagnaric

bcavagna@gmail.com

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