Bacterias intestinales: el sorprendente impacto de los virus

El microbioma juega un papel vital en la salud. Un estudio reciente ha investigado cómo los virus que matan las bacterias intestinales influyen en estos microbios. Los hallazgos hacen que una imagen ya complicada lo sea mucho más.

Los bacteriófagos (representados aquí) son más numerosos que las bacterias.

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El microbioma es fascinante y está de moda.

El aumento del interés público ha proporcionado un impulso a la financiación para estudiar las interacciones entre nosotros y nuestras bacterias intestinales.

Los científicos ahora han encontrado relaciones entre el microbioma y una variedad de afecciones, desde la diabetes y la obesidad hasta el Parkinson y la depresión.

Gracias al alto perfil de las bacterias intestinales, los estantes de las tiendas de comestibles ahora están llenos de productos probióticos.

Sin embargo, a pesar de su amplia disponibilidad y popularidad, hay poca evidencia que sugiera que brindan muchos beneficios fuera de una pequeña cantidad de condiciones específicas.

Aunque los científicos saben que los microbios dentro de nosotros son vitales, aún queda mucho por hacer para diseñar una forma de moderarlos para mejorar la salud y combatir las enfermedades.

La razón principal de esto es la deslumbrante complejidad del microbioma. No es una entidad única y homogénea, sino un mundo de seres microscópicos que interactúan, influyen e inhiben a sus vecinos, capaces de matar, nutrirse y comunicarse entre sí.

Ya, en este punto, podemos ver las grandes dificultades para comprender los entresijos del microbioma, pero algunos investigadores están examinando el siguiente nivel de complejidad: los bacteriófagos.

Introduciendo el bacteriófago

Los bacteriófagos, o simplemente fagos, son virus que destruyen exclusivamente las bacterias. Increíblemente, los fagos superan en número a las bacterias; donde hay bacterias, hay fagos en abundancia.

Los fagos también son específicos; tienden a destruir solo una especie o cepa de bacterias. Antes de la llegada de los antibióticos, los científicos usaban fagos para combatir infecciones. Sin embargo, cuando los investigadores descubrieron los antibióticos, reemplazaron a los fagos; los antibióticos eran más baratos y más fáciles de producir que los fagos.

Ahora, con el aumento de la resistencia a los antibióticos, algunos investigadores están revisando la idea de la terapia con fagos.

Por supuesto, si los fagos matan a las bacterias, es probable que influyan en el microbioma. Investigadores del Brigham and Women’s Hospital y del Wyss Institute, ambos en Boston, MA, están interesados ​​en exactamente cómo estos abundantes virus podrían afectar nuestras bacterias intestinales. Publicaron los resultados de su estudio más reciente en la revista. Anfitrión celular y microbio.

“Uno de los principales intereses de mi laboratorio es comprender los cambios en la dinámica del microbioma intestinal. Los bacteriófagos son un gran componente del microbioma, pero aún no se han estudiado mucho ".

El autor principal del estudio, el Dr. Georg Gerber

¿Qué están haciendo los fagos?

Aunque sabemos que los fagos abundan en el intestino, no sabemos mucho sobre su comportamiento.

“Algunas personas están explorando la terapia con fagos, usando fagos para matar microbios”, dice el Dr. Gerber, “pero los fagos también se encuentran naturalmente en el intestino, coexistiendo con el resto del ecosistema. Queríamos saber qué están haciendo allí ".

Para investigar, los investigadores utilizaron ratones gnotobióticos; criaron a estos animales de tal manera que no tuvieran bacterias viviendo en ellos.

Para empezar, les presentaron a los ratones 10 especies de bacterias que comúnmente residen en el intestino humano, incluyendo Enterococcus faecalis y Escherichia coli.

Luego, agregaron fagos que se dirigen específicamente a las bacterias que trasplantaron a los ratones. Por ejemplo, los objetivos del fago T4 E. coli, y el fago VD13 ataca E. faecalis. Luego rastrearon el éxito de cada microbio.

Los fagos son cazadores específicos: cada tipo mata solo un tipo de bacteria. Entonces, cuando los científicos introdujeron un fago en los ratones, verían una disminución en ese tipo de bacteria. Sin embargo, el impacto sobre otras bacterias fue más sorprendente.

Cambio generalizado

Los científicos demostraron que aunque cualquier fago ataca sólo a una especie de bacteria, ese fago también afectaría a otras especies; algunas especies prosperaron mientras que otras disminuyeron.

Mirando el panorama más amplio, los investigadores también evaluaron la variedad de compuestos producidos tanto por las bacterias como por el ratón; esto se llama metaboloma.

Descubrieron que cuando introducían un fago en los ratones y cambiaba la composición bacteriana, también se producían cambios en los niveles de ciertas sustancias químicas biológicamente activas. Los autores del estudio escriben:

"Los fagos pueden modular los metabolitos, que se sabe que afectan al huésped mamífero".

En otras palabras, una sola cepa de un virus puede alterar el tipo o la cantidad de moléculas biológicas disponibles para el animal huésped.

Posibilidades de futuro y mucho más trabajo

El Dr. Gerber no pasó por alto las amplias posibilidades que plantean estos hallazgos. Él dice: “Este hallazgo me fascina para el seguimiento y plantea preguntas importantes: ¿Podríamos usar fagos para modular estas actividades? ¿Podría ser esta una intervención para afecciones, como la depresión, en las que querría cambiar los niveles de neurotransmisores? "

Por supuesto, este experimento utilizó un microbioma construido artificialmente en un modelo de roedor, lo que dificulta la extrapolación a humanos. Sin embargo, se centró en obtener una visión general de cómo los fagos podrían influir en una población de bacterias. Como escriben los autores del estudio:

"Los ratones gnotobióticos, colonizados con una colección de bacterias limitada y conocida pero aún compleja, presentan un sistema modelo atractivo para caracterizar de manera integral el comportamiento de los fagos en el entorno intestinal".

Si los fagos realizan cambios radicales en el microbioma de un ratón, es probable que también realicen cambios en el microbioma humano. Los cambios pueden ser diferentes, pero el principio permanece.

Como dejamos claro en la introducción, los efectos del microbioma son lo suficientemente difíciles de entender antes de que los fagos entren en escena, por lo que el diseño de una intervención médica estará muy lejos. Sin embargo, eso ciertamente no hace que los hallazgos sean menos interesantes o dignos de seguir.

"Incluso si no se utilizan como terapéutica directa, nuestro estudio sugiere que los fagos pueden ser una buena herramienta para comprender los efectos potenciales de otras terapias que alteran el microbioma", concluye el Dr. Gerber.