Funciones de la microbiota y sus alteraciones en pacientes con VIH

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1 Funciones de la microbiota y sus alteraciones en pacientes con VIH Por Violeta Amapola Nava Ciudad de México. 9 de mayo de 2016 (Agencia Informativa Conacyt).- El término flora intestinal puede llevar a pensar en las bacterias que viven en el intestino humano. Pero el cuerpo está colonizado por muchos más microorganismos, incluidos bacterias, virus y hongos. A este conjunto de microorganismos que pueblan el cuerpo humano se le denomina microbiota. Se habla mucho de flora intestinal porque es la que más se ha estudiado, pero la microbiota podemos encontrarla en diferentes sitios anatómicos, como la piel o el tracto respiratorio, explica Sandra Pinto Cardoso, investigadora del Centro de Investigación en Enfermedades Infecciosas (Cieni). La microbiota tiene un papel muy importante en el organismo, pues además de ayudar con la nutrición y el metabolismo, también previene la colonización por agentes patógenos. Esto último sucede gracias a que la microbiota nativa compite por alimento y espacio con los patógenos evitando que colonicen el intestino y otros sitios anatómicos. De dónde proviene la microbiota? "Uno adquiere la microbiota de su madre al nacer, y a partir de allí comienza un proceso muy dinámico, en donde el sistema inmunológico se educará para reconocer los microorganismos nativos y no montar una respuesta inmune ante ellos", explica Sandra Pinto. Normalmente, para los tres años de vida uno tiene una microbiota propia que será constante hasta alrededor de los 66 años. Esta microbiota podrá cambiar cuando se someta a factores externos como cambios de dieta o la toma de antibióticos. Pero en las personas con VIH hay un fuerte desequilibrio en el control de la microbiota, una gran cantidad de infecciones por patógenos e incluso infecciones

2 oportunistas por microorganismos nativos que normalmente no causarían problemas, detalla la investigadora. Alteraciones de la microbiota en personas con VIH El problema con la infección por VIH es que afecta la microbiota intestinal por dos razones. Primeramente, debido a los daños anatómicos que esta infección causa al intestino. El VIH ataca los linfocitos CD4 y es en la lámina propia del intestino donde se encuentra 60 por ciento de estas células. Por ello el virus presenta un tropismo muy fuerte hacia este tejido, donde causa la disminución de las células inmunes que deberían controlar los microorganismos en el sitio, y además causa daños estructurales, pequeños hoyos en la barrera intestinal. El segundo factor de riesgo para la microbiota de las personas con VIH es la necesidad de tomar antibióticos constantemente, ya sea por profilaxis o por las infecciones que presentan. Estos fármacos son los agentes que más llegan a afectar la microbiota, en particular, los antibióticos de amplio espectro no son discriminativos, matan todas las bacterias de cierto grupo, incluyendo las nativas, detalla Sandra Pinto. Estos daños anatómicos y el deterioro de las defensas de la barrera intestinal podrían disminuir el control sobre la microbiota intestinal, sin mencionar la muerte de las bacterias comensales, que podría dar pie a que bacterias patógenas afecten o desplacen las bacterias benéficas para la salud. Investigaciones sobre la microbiota Desde julio de 2012, la doctora Sandra Pinto dirige las investigaciones en el Cieni sobre hongos y bacterias nativos en el tejido intestinal, y detalla que el interés principal de estos estudios es observar cómo la microbiota en este sitio está cambiada en los pacientes con VIH. Queremos conocer quiénes se encuentra en el sitio anatómico, pero también qué funciones están desarrollando. Aunado a esto, se realizan proyectos para comparar la microbiota de las personas con VIH y las personas que no son portadoras, lo cual permitirá señalar cuáles son las bacteria discriminativas de un grupo u otro.

3 Ayudando la microbiota de los pacientes con VIH Sandra Pinto comenta que detectar los microorganismos particulares en las personas con o sin VIH permitiría encontrar la manera de restaurar la microbiota alterada en los individuos infectados con el virus. En la actualidad existen las alternativas del uso de probióticos, prebióticos y simbióticos para la restauración de la microbiota, señala la investigadora, pero se necesitan estudios más concluyentes para instaurarlo como un tratamiento en los pacientes con VIH. El componente viral de la microbiota Para estudiar el componente viral de la microbiota, desde hace un año la doctora Celia Boukadida, investigadora en ciencias médicas del Cieni, se encarga de analizar el conjunto de virus que pueblan un sitio anatómico determinado, también llamado viroma. Celia Boukadida se dedica principalmente a caracterizar el viroma del intestino y del tracto respiratorio inferior, en particular en los bronquiolos y alvéolos pulmonares. Uno de los objetivos principales es analizar los cambios en la composición de las poblaciones virales causados por la infección con VIH. La inmunodeficiencia causada por la infección con VIH tiene un impacto en el control de los microorganismos en general y de los virus en particular, por ejemplo, hemos visto que puede causar un aumento en algunas poblaciones virales comensales o potencialmente patógenas, explica la investigadora. Virus en los pulmones Antiguamente se creía que el tracto respiratorio inferior era estéril, que no contenía microorganismos de ningún tipo, pero con las nuevas técnicas de secuenciación masiva descubrimos que sí hay microorganismos en el tracto inferior, incluso en personas sanas, detalla Celia Boukadida. Sabemos que los pacientes inmunocomprometidos pueden desarrollar una importante cantidad de enfermedades oportunistas respiratorias causadas por bacterias, hongos y virus. Nuestra meta es caracterizar el viroma y observar el impacto de los virus presentes sobre el desarrollo de estas enfermedades.

4 Para realizar estos estudios se analizan muestras de lavados bronquioloalveolares, en las cuales se pueden detectar hasta 10 virus diferentes en el tracto respiratorio inferior de un solo paciente. El estudio del viroma es un tema de investigación que empezó a abordarse muy recientemente y algo extraordinario que se está descubriendo es que no todos los virus son perjudiciales para el ser humano. Los virus siempre los imaginamos como patógenos, pero con estas nuevas técnicas estamos descubriendo que el cuerpo humano también alberga virus que no causan ningún efecto nocivo al organismo y queda abierta la posibilidad de que algunos sean benéficos, comenta Celia Boukadida. Interacciones entre los diferentes componentes de la microbiota Los virus, bacterias y hongos encontrados en la microbiota humana no se comportan como microorganismos aislados. Por ejemplo, el cuerpo humano alberga virus que infectan las células humanas, pero también contiene virus que infectan las bacterias y estos tienen un impacto en ese componente de la microbiota, abunda Celia Boukadida. Las asociaciones entre los diferentes microorganismos son importantes para explicar el funcionamiento completo de la microbiota. Es por esto que es importante estudiar todos los componentes, pues los virus, bacterias y hongos tienen mecanismos de interacción y comunicación entre ellos que finalmente propician la homeostasis con el hospedero, agrega Sandra Pinto. Aunado a esto, las personas con VIH son afectadas por enfermedades oportunistas producidas por bacterias, hongos y virus por igual, incluso pueden sufrir varias infecciones por diferentes microorganismos al mismo tiempo. Metodología para estudiar la microbiota humana Para conocer qué bacterias se encuentran colonizando el cuerpo humano se realiza la secuenciación masiva de los organismos de las muestras anatómicas. Lo que se hace es comparar la secuencia del ácido desoxirribonucleico (ADN) de las bacterias contra bases de datos publicadas. Se sabe que el material genético que se está secuenciando es de una bacteria porque todos los organismos procariotas comparten una región de ADN llamada ADN 16S.

5 Pero la secuenciación masiva que se utiliza para estudiar los virus es diferente, explica Celia Boukadida, pues estos son organismos con material genético muy variable entre especies y no comparten un marcador común que se pueda secuenciar. Además, los virus pueden tener un genoma tanto de ADN como de ácido ribonucleico (ARN), lo que complica más su búsqueda. Lo que se hace en este caso es secuenciar todos los ácidos nucleicos presentes en una muestra e identificar las secuencias virales mediante un análisis bioinformático. El análisis bioinformático es complejo y toma bastante tiempo porque son millones de secuencias las que hay que analizar, pero es una etapa determinante para la calidad de los resultados, comenta Celia Boukadida. La contaminación en el laboratorio o la presencia de material genético humano o de otros microorganismos en las muestras interfiere con la secuenciación del material viral, pero tenemos soluciones para todos los problemas, señala con humor la investigadora. Para la contaminación del laboratorio se utiliza un control negativo, que es una muestra de solución salina estéril en la que se realizan todos los pasos que se siguen con la muestra de lavado bronquioloalveolar. Esto permite identificar si hay contaminación por el laboratorio o por los reactivos. Para reducir el número de ácidos nucleicos humanos o bacterianos que no queremos secuenciar, lo que hacemos es purificar y concentrar las partículas virales. Como las partículas virales son mucho más pequeñas que las humanas o bacterianas, se filtran las muestras y además se utilizan enzimas que destruyen el ADN o ARN libre pero no los genomas virales que están protegidos en los viriones, explica la investigadora. El futuro de las investigaciones Debido a que el VIH ataca diferentes sitios anatómicos, en el Cieni se buscará ampliar la línea de investigación al análisis de los tres componentes mayoritarios de la microbiota en otros sitios anatómicos, como la piel o los ojos.

6 Si se logra restaurar la microbiota de lugares anatómicos propensos a las infecciones oportunistas en los pacientes con VIH, se recuperaría una de las funciones alteradas en estas personas y se mejoraría su calidad de vida, concluyen las investigadoras. PRE-biótico o PRO-biótico? Probióticos: las bacterias vivas que ingieres, por ejemplo en un yogurt. Prebióticos: el alimento de las bacterias o la microbiota nativa que quieres que crezca. Simbiótico: una mezcla del organismo y su alimento. Comensalismo Es un tipo de interacción entre organismos en donde uno de los individuos obtiene ganancia de la asociación, sin que el otro, el hospedero, resulte beneficiado o dañado. Los comensales pueden ser internos o externos. Fuente: Glosario. Departamento de Microbiología y Parasitología, UNAM. Contacto Sandra Pinto Cardoso sandra.pinto@cieni.org.mx Celia Boukadida celia.boukadida@cieni.org.mx