El vínculo entre microbios intestinales y humanos

Visualización de la codiversificación en un globo terráqueo. / Taichi Suzuki

Los microbios intestinales se han desarrollado de forma paralela a sus huéspedes humanos

 

El vínculo entre las bacterias que habitan en nuestro intestino y los humanos es más fuerte de lo que se pensaba. El descubrimiento de hasta 60 cepas bacterianas diferentes estaría motivado por los desplazamientos que la humanidad ha llevado a cabo a lo largo de su evolución. Así, se demuestra que las personas poseen microbiotas específicas en función de dónde viven y su estilo de vida.

 

Edgar Hans / SINC

El intestino humano alberga cientos de especies de bacterias (microbiota) y muchas de ellas son comunes en personas de todo el mundo. No obstante, hay algunas cepas de estas bacterias, como Eubacterium y Roseburia spp, que pueden mostrar diferencias en función del entorno y las circunstancias en las que viven sus huéspedes.

Las cepas de las bacterias intestinales cambiaron al mismo tiempo que las poblaciones humanas cuando se extendían por África, Europa y Asia

Ahora, un estudio publicado en Science indica que estas diferencias surgen a raíz de una historia evolutiva compartida (codiversificación) entre los humanos y los microbios de su intestino. El equipo internacional de científicos lo ha demostrado mediante el análisis de metagenomas intestinales emparejados y genomas humanos para 1.225 individuos de varios continentes.

“Las cepas de las bacterias intestinales cambiaron al mismo tiempo que las poblaciones humanas cuando estas se extendían por África, Europa y Asia. Esto demuestra que se han mantenido fieles a nosotros durante miles de generaciones humanas”, explica Andrew Moeller, experto de la Universidad de Cornell que no ha participado en el estudio.

“Sabemos que el microbioma intestinal es menos diverso en sociedades industrializadas, por lo que los científicos todavía están tratando de averiguar si este hecho se debe a enfermedades comunes en los países desarrollados. En todo caso, deberíamos priorizar la protección de estas bacterias específicas”, cuenta a SINC Ruth E. Ley, autora principal del trabajo e investigadora del Instituto Max Planck de Biología.

 

Vínculo entre bacterias y humanos

Taichi Suzuki, primer autor del estudio, y sus colegas descubrieron 60 cepas microbianas que tienen historias evolutivas paralelas a las filogenias humanas, lo que indica codiversificación entre países y también dentro de los propios estados. Además, las especies que muestran diferencias más significativas presentan asimismo un mayor vínculo y dependencia con su huésped, experimentando cambios en su genoma y sensibilidad al oxígeno y la temperatura, por ejemplo.

Las bacterias que muestran diferencias más significativas presentan un mayor vínculo y dependencia con su huésped, experimentando cambios en su genoma y sensibilidad al oxígeno y la temperatura, por ejemplo

“Las bacterias que sobreviven mal sin huéspedes se transmiten rápidamente de persona a persona y, si piensas en lo que sucede entre 100 y 1.000 generaciones humanas, puedes imaginar que a medida que las personas cambian y se adaptan a nuevos entornos, los microbios intestinales van con ellos y cambian con ellos”, sostiene Ley.

Y añade “Por el contrario, los microbios intestinales que muestran una asociación más débil con la historia humana tienen rasgos o genes característicos de las bacterias de vida libre (como las que sobreviven en los ríos y el suelo)”.

“Los resultados resaltan que las comunidades bacterianas intestinales no son colecciones aleatorias de microorganismos, sino reflejos de los distintos ancestros de las poblaciones humanas”, comenta Moeller. “Valdrá la pena explorar si los esfuerzos en restaurar la microbiota para la salud humana pueden basarse en este descubrimiento”.

Todos estos hallazgos apuntan a la importancia de comprender el papel potencial de las cepas microbianas específicas de la población en los fenotipos de enfermedades mediadas por microbiomas. Es muy posible que las próximas terapias basadas en la microbiota deban considerar las historias genealógicas tanto de los pacientes como de sus cepas bacterianas intestinales.

 

Los misterios de la adaptación compartida

Se sabe que la dieta, las prácticas de higiene y otros factores ambientales afectan notablemente la composición de la microbiota a corto plazo mientras que aún se evalúa el papel de la diversificación conjunta, fruto de las relaciones a largo plazo entre bacterias y humanos.

La transmisión materna ha promovido el mantenimiento de cepas específicas dentro de las genealogías del huésped. Esta herencia permitiría cierta constancia a lo largo de las generaciones humanas en los linajes que componen la microbiota

Este proceso plantea interrogantes sobre qué mecanismos permiten la fidelidad de los simbiontes a los linajes anfitriones. La codiversificación es consistente con la transmisión familiar (como de madre a hijo) de bacterias, pero también podría darse de otras formas.

“Las bacterias intestinales se transmiten, principalmente, de tres formas: entre familiares, entre miembros de una comunidad o a través de una fuente compartida (comida, agua, etc.) Es probable que estos tres mecanismos estén ocurriendo a la vez en el caso de los humanos”, explica Ley.

Precisamente, los patrones de codiversificación presentes en el estudio concretan que la transmisión materna ha promovido el mantenimiento de cepas específicas dentro de las genealogías del huésped. Por lo tanto, esta herencia permitiría cierta constancia a lo largo de las generaciones humanas en los linajes que componen la microbiota, a pesar de los cambios profundos y continuos en los estilos de vida y los entornos donde conviven las personas.

Referencia bibliográfica:
Suzuki et al. “Codiversification of gut microbiota with humans” Science (2022)

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