Microbiota Intestinal y Salud

Transcripción

1 Microbiota Intestinal y Salud E Pluribus Unum XIII Jornadas de Seguridad Alimentaria Alimentación y Salud Valladolid, 20 de Diciembre de 2012 Ilustre Colegio Oficial de Veterinarios de Valladolid 1

2 Visión clásica: La red social más compleja El ser humano es una isla biológica. Regula sus propias necesidades. Nuestrocuerpogenera todas las enzimas necesarias para romper los alimentos y reparar nuestros tejidos y órganos. Señales de nuestros propios tejidos dictan estados corporales como el hambre o la saciedad. Las células l especializadas ili de nuestro sistema inmune se enseñan a sí mismas a reconocer y atacar a los microorganismos patógenos, mientras evitan nuestros propios tejidos. 2

3 La red social más compleja En los últimos 10 años aprox.: Los investigadores han demostrado que el cuerpo humano no es una isla autosuficiente. Esun ecosistema complejo (una red social) con trillones de bacterias y otros microorganismos que habitan en la piel, áreas genitales, boca y, especialmente, los intestinos. De hecho, la mayor parte de las células del cuerpo humano no son humanas. Las células bacterianas sobrepasan a las células humanas en una proporción de 10 a 1. Esta compleja comunidad de células microbianas y genes que contienen (células + genes = microbioma ) no es un perjuicio, sino que ofrece ayuda con procesos fisiológicos básicos, desde la digestión al crecimiento o la defensa. De hecho, no existe la autonomía humana. 3

4 La red social más compleja De hecho, no existe la autonomía humana. Se han realizado progresos en la identificación de algunos grupos microbianos presentes en el cuerpo humano. Recientemente se ha comenzado a discernir el efecto específico de estos residentes. Aí Así, se está obteniendo una visión iió totalmente t t nueva de nuestro propio organismo y de su funcionamiento, y porqué determinadas enfermedades modernas (obesidad y desórdenes d autoinmunes) están emergiendo. 4

5 E Pluribus Unum Microbios en el cuerpo patógenos! Durante años la investigación se centró en los microorganismos patógenos, ignorando la importancia o el papel de los benignos. Por qué?... Nuestra visión sesgada del mundo. S.K. Mazmanian, California i Institute of Technology: Nuestro narcisismo nos mantuvo alejados; pensábamos que teníamos todas las funciones necesarias para nuestra salud. Sólo porque los microorganismos son extraños a nosotros, sólo porque los adquirimos a lo largo de la vida, no significa que no sean una parte fundamental de nosotros. 5

6 LOS COMIENZOS: E Pluribus Unum Comenzamos la vida de forma estéril. Canal del parto: flora materna. Alimentación, padres, abuelos, tíos, hermanos, amigos, objetos (sábanas, etc.), animales. Resultado >>> uno de los ecosistemas más complejos que existen. 6

7 E Pluribus Unum ESFUERZO CIENTÍFICO: Caracterización de ese ecosistema. Bacterias adaptadas a anaerobiosis. Realmente difícil cultivarlas en el lab. Entonces?... DNA y RNA. Gen 16S ribosomal RNA (16S rrna). Codifica una molécula concreta de RNA de los ribosomas, la máquina generadora de proteínas de las células. Determinando la secuencia de este gen se está creando un catálogo del microbioma humano. Siguiente i paso: Analizar otros genes de la comunidad d microbiana para intentar t determinar cuales son activos en la persona y qué funciones llevan a cabo. Ordenadores + secuenciadores. Dos grupos: USA y Europa. 7

8 E Pluribus Unum Buddy, can you spare a gene?: 2010: 150 veces más!!!. Censo de genes microbianos en el sistema digestivo humano: 3,3 millones (procedentes de más de 1000 especies). Censo de genes humanos: SORPRESAS: No hay dos personas con el mismo microbioma, ni siquiera los gemelos. Nuestras carácterísticas individuales, salud y quizá incluso algunas de nuestras acciones pueden tener más relación con la variación de los genes del microbioma que con los nuestros propios. La mayor parte de las personas compartimos un grupo de genes bacterianos útiles que derivan de varias especies. La más beneficiosa de las bacterias puede causar, sin embargo, problemas de salud si se encuentra donde d no se supone que debe db estar. 8

9 Amigos con beneficios 1980s: Necesitamos vit B12 (producción de energía celular, síntesis de DNA, elaboración de ácidos grasos) y sólo bacterias sintetizan las enzimas necesarias para elaborarla. Las bacterias rompen componentes de los alimentos que de otra forma seríaninasimilables inasimilables. ÚLTIMOS AÑOS: Dos especies comensales en particular juegan papeles importantes tanto en la digestión como en la regulación del apetito: Bacteroides thetaiotaomicron. Helicobacter pylori. 9

10 Amigos con beneficios Bacteroides thetaiotaomicron Rompe los carbohidratos complejos (polisacáridos de alimentos vegetales) en glucosa y otros azúcares pequeños asimilables. El genoma humano carece de la mayoría de los genes necesarios para construir los enzimas necesarios para esta función. Esta bacteria posee genes que codifican más de 260 enzimas capaces de digerir materia vegetal. Hli Helicobacter pylori 1998: Ayuda en la regulación de los niveles de ácido en el estómago, creando así un ambiente que se ajusta al hospedador d y a sí mismo. Si se produce un nivel excesivo de ácido para la bacteria >>> genera proteínas (a partir del gen caga) que indican al estómago que disminuya el flujo de ácido. NOTA: En personas susceptibles, este gen codifica la proteína CagA, que actúa provocando úlceras. 2011: Si H. pylori está presente, se produce el descenso postprandial de la grelina (hormona que indica al organismo que necesitamos comer). Su ausencia indica que, a priori, este microorganismos está implicado en la regulación de la grelina, del apetito. 10

11 Un equilibrio delicado Algo más que añadir a la complejidad Cómo reacciona nuestro organismo a la presencia de todas estas células extrañas? Por qué el intestino no es testigo de constantes batallas entre las células inmunitarias y los millones de bacterias presentes? MISTERIO SIN RESOLVER EJEMPLO. Las células T proinflamatorias reconocen y atacan microorganismos invasores, y desencadenan los signos de inflamación. A continuación, lascélulas T reguladoras contrarrestan su efecto. Ratones sin microbioma presentaron sistemas inmunes alterados. La introducción de Bacteroides fragilis restauró el sistema. CÓMO? B. fragilis posee en su superficie varias moléculas de azúcar (polisacárido A) que indican al sistema inmune que libere más células T reguladoras >>> indican a las células T proinflamatorias que no ataquen a la bacteria. B. fragilis que no poseen en su superficie el polisacárido A es atacada como si fuera patógena y no sobrevive en el intestino Publicada en Science la ruta molecular. 11

12 Un equilibrio delicado Cambio en la forma de vida Bacteroides fragilis y Helicobacter pylori están disminuyendo o desapareciendo. Estamos cambiando completamente nuestra ASOCIACIÓN con el mundo microbiano. En el esfuerzo poralejarnosde agentespatógenos, probablemente estemos cambiando nuestras asociaciones con microorganismos beneficiosos. Nuestra intención es buena, pero hay un precio que pagar. HIPÓTESIS: B. fragilis: Aumento de desórdenes inmunológicos con componente genético y ambiental (enfermedad de Crohn, esclerosis múltiple). Estos autores consideran que el componente ambiental es el microbioma. 12

13 BIBLIOGRAFÍA Martin J. Blaster Whoare we? Indigenous microbes and the ecology of human diseases. EMBO Reports,, Vol 7, No 10, pages pg , October. Junjie Qin et al A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing. Nature, Vol 464, pages 59 65, March 4. Yun Kying Lee and Sarkis K. Mazmanian Has the microbiota played a critical role in the evolution of the adaptative immune system? Science, Vol 330, pages , December