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Por primera vez, investigadores de la Universidad de Washington, en Estados Unidos, han analizado multitud de microorganismos que residen en el intestino humano como un complejo, integrado en un sistema biológico, más que como un grupo de especies separadas.
Su aproximación, que se publica en Proceedings of the National Academy of Sciences (doi:10.1073/pnas.1116053109), ha revelado patrones que corresponden con el exceso de peso corporal.
La colección de microbios en el interior del intestino humano es una red genética que interactúa y utiliza energía. Mediante la construcción de modelos de estas comunidades de microbios, se han descubierto nuevas diferencias entre las personas obesas y las delgadas.
Los científicos, coordinados por Sharon Greenblum y Peter J. Turnbaugh, este último de la Universidad de Harvard, en Massachusetts, afirman que su estudio introduce una nueva estructura. Aplicando sistemas de biología y mediante simulación computacional han estudiado el microbioma humano como un único sistema cohesivo.
Las personas albergan más de 100 billones de microbios, que habitan en varias localizaciones del organismo. El intestino es el lugar que más cantidad de microbios aloja. Investigaciones previas en el microbioma intestinal sugieren que la manipulación de la flora intestinal podría tener aplicaciones clínicas.
«La caracterización del microbioma intestinal y sus interacciones con el huésped humano tienen el potencial de proporcionar una profunda mirada sobre la fisiología humana y los estados patológicos», ha explicado Greenblum.
Los científicos, mediante el mapeo del microbioma humano están descubriendo especies y genes desconocidos. Por otro lado, ya habían observado que las personas obesas y las delgadas tienen diferencias en su microbioma humano.
Ahora, el equipo de Elhanan Borenstein ha obtenido datos derivados de dos estudios previos que describen el tipo de genes en los microbiomas intestinales de individuos obesos y delgados y pacientes con enfermedad inflamatoria intestinal. Los científicos utilizaron técnicas computacionales para reconstruir modelos de estas comunidades microbianas y las interacciones entre varios genes. Además, el grupo ha estimado el cambio en la abundancia de enzimas asociadas con varios estados del huésped: delgados, obesos o afectados por enfermedad inflamatoria intestinal.
«Sus modelos reflejaron interdependencias metabólicas entre enzimas. Ciertas interacciones fueron fundamentales para el metabolismo de la comunidad microbiana. Sin embargo, aquellas enzimas que tipificaron obesidad o delgadez estaban, en su mayoría, alejadas de la red central y de sus funciones metabólicas.
Enzimas periféricas
Las enzimas funcionaron en la periferia de la red modelada. Estas enzimas periféricas podrían representar los primeros pasos metabólicos que se derivan de sustancias no fabricadas por el microbioma.
Tales enzimas, según Borenstein, es probable que se utilicen directamente o que produzcan sustancias que caractericen el ambiente intestinal, y podrían servir de vínculo entre el metabolismo microbiano y el humano.
enero 16/2012 (Diario Médico)
Sharon Greenblum, Peter J. Turnbaugh, Elhanan Borenstein. Metagenomic systems biology of the human gut microbiome reveals topological shifts associated with obesity and inflammatory bowel disease. PNAS 2012 109 (2) 594-599; publicado diciembre 19/2011.
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