El ADN de los microbios intestinales tiene una huella digital única

Una nueva investigación sugiere que el ADN de la vasta colección de microbios en el intestino tiene una huella única que puede identificar a las personas de la misma manera que el ADN humano.
Los investigadores, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis, Missouri, y del Laboratorio de Biología Molecular Europeo en Heidelberg, Alemania, escriben sobre su estudio, que se cree que es el primero en catalogar la variación genética de los microbios que viven en el intestino, en un documento publicado en línea en Naturaleza el 5 de diciembre.

El microbioma intestinal

En los últimos años, hemos comenzado a comprender más acerca de los microbios que colonizan cada rincón y cada grieta del cuerpo humano. Ahora sabemos que nuestro "microbioma" comprende trillones de microorganismos que superan en número a las células humanas en 10 a 1.
Y estamos comenzando a aprender cómo nuestros genes microbianos trabajan junto con nuestros genes humanos para mantenernos saludables y, en algunos casos, causar enfermedades.
Los microorganismos que viven en el intestino humano, el microbioma intestinal, extraen nutrientes de los alimentos, ayudan a sintetizar vitaminas, protegen contra infecciones y producen compuestos que reducen la inflamación.

Colección individualizada

George Weinstock es director asociado de The Genome Institute en la Universidad de Washington, y el autor correspondiente del nuevo Naturaleza estudiar. Él describe en un comunicado de prensa lo sorprendidos que estaban al descubrir que podemos ser identificados por el ADN colectivo de nuestros microbios intestinales.
"Esa colección es individualizada, completamente análoga a nuestro genoma humano. Las diferencias en la forma en que los individuos responden a varias drogas o la forma en que utilizan nutrientes específicos se pueden rastrear a la variación genética en nuestros genes microbianos, así como en nuestros genes humanos," el explica.

Variación genética de genomas microbianos

Para su estudio, Weinstock y sus colegas analizaron ADN microbiano de 252 muestras de heces tomadas de 207 personas en los Estados Unidos y Europa que estaban tomando parte en uno de los dos proyectos que está catalogando el microbioma humano: el Proyecto Microbioma Humano, financiado por los Institutos Nacionales de Salud en los EE. UU. y el proyecto del Tracto Intestinal Humano (MetaHIT), financiado por la Comisión Europea.
Sin embargo, ninguno de estos proyectos de alto perfil ha analizado la variación genética de los genomas microbianos en el cuerpo.
Weinstock y sus colegas se centraron en 101 especies de microbios que se encuentran comúnmente en el intestino e identificaron más de 10 millones de diferencias de una sola letra en su ADN colectivo.
Y encontraron otras alteraciones del ADN, incluyendo inserciones, eliminaciones y diferencias en la estructura.

El ADN del microbioma intestinal permanece estable a lo largo del tiempo

El equipo también descubrió que el ADN del microbioma intestinal permanece estable a lo largo del tiempo.
Pudieron ver esto porque 43 de los participantes habían dado dos muestras de heces al menos con un mes de diferencia (en la mayoría de los casos, la segunda muestra se recogió de seis a doce meses después de la primera).
En esas muestras, los investigadores encontraron poca variabilidad en el ADN microbiano del intestino con el tiempo, a pesar de que las especies de microbios mismos fluctuaban.
"Incluso después de un año, todavía podríamos distinguir a los individuos por la firma genética de su ADN microbiano", dice Weinstock.
"El ADN microbiano en el intestino es notablemente estable, como una huella dactilar," el explica.

Microbioma co-evoluciona con nosotros

Desde el día en que nacemos en el mundo como recién nacidos, nos colonizamos con microbios. Algunos heredamos de nuestras madres durante el nacimiento, otros del entorno.
La coautora Makedonka Mitreva, profesora asistente de medicina en The Genome Institute en la Universidad de Washington, dice:
"El ADN de nuestros microbios es un registro histórico de la evolución microbiana en nuestros cuerpos".
"Muchos de estos organismos nos habrían colonizado cuando éramos muy jóvenes y hubiéramos crecido y evolucionado con nosotros a lo largo de nuestras vidas", agrega.
Pero recién estamos empezando a comprender cómo esta vasta colección de organismos da forma a nuestras vidas.
Los investigadores que estudian el microbioma intestinal sugieren que un desequilibrio de bacterias puede conducir a enfermedades como el síndrome del intestino irritable y la enfermedad de Crohn.
Las bacterias intestinales pueden incluso jugar un papel en la obesidad, como un estudio en animales publicado en el Revista de investigación del proteoma en febrero de 2012 sugiere.
Los científicos que trabajan en el enorme Proyecto de Microbioma Humano (HMP) de los NIH ahora han mapeado todos los diferentes microbios que viven en y en un cuerpo humano saludable. En junio de 2012 publicaron varios artículos, incluidos dos en Naturaleza y dos en Más uno revelando una serie de descubrimientos notables, incluida la evidencia de que las bacterias dañinas pueden vivir en cuerpos sanos y coexisten con su anfitrión y otros microbios sin causar enfermedades.
Mitreva dice que esperan que más estudios sobre el microbioma intestinal ayuden a los científicos a descubrir cómo manipular sus genes para mejorar la salud humana y hacer que los medicamentos sean más efectivos.
Los fondos del Laboratorio Europeo de Biología Molecular, las subvenciones de MetaHIT del Séptimo Programa Marco de la Comunidad Europea y las subvenciones del NIH ayudaron a financiar el estudio.
Escrito por Catharine Paddock PhD