Estamos formados por unos 37 billones de células, pero, al mismo tiempo, hospedamos una cantidad similar de microorganismos. Es la denominada microbiota humana. En los últimos años los científicos han ahondado en sus múltiples funciones y en su importancia para mantener el equilibrio de nuestro organismo y nuestra salud. Las investigaciones más recientes confirman la relación entre los desequilibrios en la microbiota y diversas enfermedades que afectan al ser humano, desde alteraciones en el aparato digestivo a la ansiedad o la depresión. 

Texto: Noemí Trabanco | periodista de ciencia 

Hace menos de 10 años se estimaba que nuestro organismo contenía hasta 10 veces más células microbianas que células humanas. Los últimos estudios establecen una proporción más cercana a 1:1. Aun así, una no desdeñable cifra de más de 30 billones de microbios habita en nuestro cuerpo, desde la boca a la piel, desde los pulmones al tracto digestivo, entre otros. Esta microbiota está compuesta no solo de bacterias (aunque estas son las más abundantes y, probablemente, de las que más sepamos) sino también de hongos, virus y otros microorganismos. 

Al conjunto de microbiota, sus genes y el ambiente que la rodea es a lo que se denomina microbioma y en los últimos años se ha avanzado notablemente en conocer su composición y su función en nuestros órganos. Los genes de estos microorganismos, unos 700 000, aportan moléculas indispensables para que se produzcan determinadas reacciones químicas. El ejemplo más popular es la digestión de alimentos vegetales y sus fibras. “Compuestos como los polifenoles, que son antioxidantes, o los fitoestrógenos no podríamos absorberlos de no ser por nuestra microbiota”, explica Francisco Guarner, médico especialista en aparato digestivo en el Centro Médico Teknon de Barcelona y miembro del Consorcio Internacional del Microbioma Humano, del que fue presidente entre 2020 y 2021.

A partir de los carbohidratos provenientes de la fibra algunas bacterias intestinales son capaces de generar ácidos grasos de cadena corta, como el butirato. Estas moléculas son la principal fuente de energía de nuestras células intestinales. “La microbiota intestinal es la que tiene un volumen mayor y tiene un fuerte impacto sobre el sistema inmune, ya que en el intestino existen folículos linfoides donde se obtiene información de los microorganismos que pasan por nuestro tracto intestinal y se originan gran parte de los anticuerpos que circulan por nuestra sangre”, añade Guarner. 

Los expertos reconocen que no existe una única composición de la microbiota, ya que se trata de un sistema muy complejo y cambiante, que puede ser diferente entre individuos y, aun así, estar en equilibrio. En lo que la comunidad científica está de acuerdo es en la importancia de que sea lo más diversa posible, de forma que aumente la resiliencia frente a los cambios externos. “Cuanto más diverso sea el microbioma, más genes aportará y más capacidad funcional y de recuperación tendrá. Puede darse una redundancia funcional, por lo que, en una situación de desequilibrio, tenemos varios equipos que pueden realizar esa misma función en caso de que uno falle”, apunta Guarner. 

Microbiota y dieta

La relación entre dieta y microbiota ha cobrado especial relevancia en la nutrición humana en los últimos años. Mantener una dieta adecuada no nos hace ganar nuevas bacterias, pero permite mantener aquellas que nos aportan beneficios. La alteración de la microbiota en enfermedades como la colitis ulcerosa, la enfermedad de Crohn o la celiaquía es una realidad, pero en casi cualquier patología digestiva se están encontrado alteraciones en los microorganismos intestinales. “Desde 2008, que empezaron a realizarse estudios comparativos entre personas sanas y personas con patologías digestivas, se han visto diferencias claras. Hasta ahora no sabemos qué parte de esos cambios son consecuencia de la enfermedad o la causa de esta, pero sí es claro que, por ejemplo, enfermedades como el cáncer de colon, la celiaquía o la enfermedad de Crohn son más frecuentes en países industrializados, donde la microbiota es, en general, más pobre”, detalla Francisco Guarner. 

Un término que también resuena frecuentemente cuando se habla de problemas digestivos y microbiota es disbiosis. “Una misma persona no va a tener la misma composición de microbiota a lo largo de su vida, y puede estar en equilibrio igualmente. La disbiosis vendría cuando la persona alcanza un equilibrio distinto, en el que generalmente hay menos bacterias de las que fermentan los alimentos vegetales. La microbiota pierde capacidad de producir ácidos grasos de cadena corta y se altera la permeabilidad intestinal”, explica el doctor.

Existen diversos factores de riesgo que pueden fomentar la aparición de enfermedades de carácter digestivo, pero los expertos tienen claro que actuar a través de la dieta y el uso adecuado de antibióticos, que alteran significativamente nuestra microbiota, es clave para mejorar el estado de salud. “También existe la posibilidad de un trasplante de microbiota, pero esto parece tener eficacia solamente en personas que tienen episodios fuertes de diarrea por un tratamiento fuerte con antibióticos. En enfermedades como diabetes o trastornos funcionales del intestino los beneficios de esta alternativa no parecen estar tan claros”, aclara Guarner. 

Los investigadores estudian si esas diferencias en la microbiota pueden servir para detectar enfermedades de una forma más temprana. Ejemplo de ello es el test de diagnóstico precoz de cáncer de colon en el que trabaja el grupo de genómica comparativa del Instituto de Investigación en Biomedicina de Barcelona (IRB), liderado por Toni Gabaldón. Utilizan las muestras fecales de pacientes a los que se les realiza un test para búsqueda de sangre oculta (prueba realizada actualmente para la detección de cáncer de colon en pacientes con más de 50 años). “Cuando esta prueba es positiva se les realiza una colonoscopia, pero en muchos casos luego no se encuentra nada. Nosotros analizamos los microorganismos de muestras de unos mil pacientes y a través de inteligencia artificial determinamos si la colonoscopia era o no necesaria. Según los resultados podríamos evitar hasta un 30 % de estas pruebas”, revela Gabaldón. “Ahora queremos probar que este tipo de análisis funciona en otros países, con poblaciones diferentes, y queremos usarlo fuera del contexto del screening de mayores de 50 años. El cáncer colorrectal está aumentando en gente más joven y son pacientes que van al médico cuando tienen ya una sintomatología grave. Si abaratamos este screening podría hacerse en más población”, añade. 

Las bacterias de nuestra microbiota también tienen un papel en la celiaquía o la obesidad. La investigadora Yolanda Sanz, del Instituto de Agroquímica y Tecnología de los Alimentos (IATA-CSIC) en Valencia, trabaja desde hace años en ambas patologías. Su grupo patentó la bacteria probiótica Bifidobaterium longum ES-1. “Esta bacteria, junto con una dieta sin gluten, reduce la inflamación y se restablecen las alteraciones del ecosistema intestinal”, explica Sanz.  

“Actualmente estamos investigando si en pacientes celiacos recién diagnosticados, que ya llevan un año con dieta sin gluten y siguen teniendo sintomatología intestinal, la microbiota tiene alguna relación”, explica. En cuanto a la obesidad, Sanz y su grupo han identificado el papel antiinflamatorio de determinadas bacterias. “Actúan desde el intestino, pero este efecto se traduce a tejidos metabólicamente activos, como el hígado o el tejido adiposo”, explica la investigadora. “Otras bacterias actuan sobre el sistema enteroendocrino y estimulan la producción de las hormonas que reducen el apetito o que regulan los niveles de glucosa o mejoran la señalización de la hormona GLP1, en el caso de la diabetes”. 

Eje cerebro-intestino

Nuestro cerebro y nuestro intestino están comunicados de manera bidireccional, lo que se conoce como eje intestino-cerebro. Esta conexión tiene lugar a través del nervio vago, que comunica físicamente los dos órganos, pero también mediante la liberación de hormonas, neurotransmirores y otras moléculas. En los últimos años, los científicos intentan esclarecer el papel de la microbiota en esta conexión y cómo los microorganismos pueden influir en patologías como la ansiedad o la depresión o el alzheimer, entre otros. “En nuestros estudios hemos visto diferencias en la composición del microbioma entre personas sanas y personas con ansiedad o depresión. En un estudio que realizamos con más de mil muestras vimos diferencias en cuanto a la composición a nivel de especies bacterianas con potencial neuroactivo y en personas con depresión observamos menor abundancia de bacterias con potencial antiinflamatorio, como las que son capaces de producir butirato”, dice Mireia Vallés, investigadora del grupo de metagenómica computacional del CIBIO, en la Universidad de Trento (Italia). 

Yolanda Sanz, también investiga sobre la influencia del estrés en la microbiota intestinal y en cómo la comunicación intestino-cerebro puede verse afectada como consecuencia. Trabajando con ratones y simulando una situación como es el bullying en adolescentes han identificado una bacteria intestinal capaz de reducir la respuesta del eje hipotalámico-pituitarioadrenal (HPA), nuestro mediador en la respuesta al estrés, que actúa movilizando nuestras reservas de energía y poniendo en marcha nuestro sistema inmunitario.

“Cuando estamos frente a un estrés que se prolonga en el tiempo, esta respuesta acaba por tener un efecto adverso porque el organismo no es capaz de volver a su situación basal y se llega a un proceso inflamatorio crónico. Christensenella minuta consigue reducir la sobreproducción de corticoides en el estrés crónico y también regula los niveles de neurotransmisores, como serotonina o dopamina, que en situaciones de estrés se reducen”, explica la investigadora. También trabajan con una bifidobacteria que “en una etapa muy temprana de la exposición al estrés, induce una respuesta antiinflamatoria y reguladora, pudiendo tener un efecto preventivo y de regulación del proceso inflamatorio”, añade. La patente de Christensenella minuta ha sido licenciada a LNC Therapeutics, empresa biotecnológica que será la que lleve a cabo los ensayos en humanos para comprobar su eficacia en pacientes. 

Más allá del intestino

Aunque el mayor porcentaje de nuestra microbiota se encuentra en el tracto digestivo, existen otros tejidos y órganos donde los microorganismos juegan un papel importante. La cavidad oral es uno de ellos. El grupo de Toni Gabaldón ha estudiado la diversidad de la microbiota oral en individuos sanos, a través de un proyecto de ciencia ciudadana, en el que observaron la existencia de dos estomatotipos diferentes, es decir, dos tipos diferentes de composición de la microbiota que, estando en equilibrio, difiere entre individuos. Estos estomatotipos se identificaron también en muestras procedentes de Japón, lo que indica que podría ser algo extendido a nivel global. “Son dos patrones diferentes en personas sanas. Pensamos que a lo largo de la vida se pueda incluso pasar de un estomatotipo a otro, según determinadas condiciones, aunque no hemos encontrado una correlación clara entre los estomatotipos y el origen geográfico o los hábitos de vida”, aclara el investigador.

Actualmente su grupo trabaja en proyectos más específicos, con pacientes con enfermedades como fibrosis quística o personas con síndrome de Down. “Para ellos es importante la relación que puede  tener, por ejemplo, la saliva como un reservorio de patógenos que luego pueden afectar a los pulmones”, explica Gabaldón. Otro ejemplo es el microbioma pulmonar. En este caso, “en un pulmón sano lo normal es que existan pocas bacterias. No obstante, es difícil analizar pulmones sanos, ya que se necesita un lavado bronquialveolar, que es una técnica muy invasiva. Se sabe por otros modelos animales o aproximaciones, como frotis orofaríngeos, que son comunidades mucho menos abundantes mientras que, en un estado patológico, como infección por COVID-19, gripe o pacientes que tienen que estar con respiración asistida, el microbioma se enriquece”, aclara. 

Pese a que un gran porcentaje de nuestra microbiota está compuesta de bacterias, existen otros microorganismos de los que se conoce menos su función. El grupo de Toni Gabaldón trabaja asimismo en esclarecer el papel de los hongos en estas comunidades. “Son menos numerosos, pero pensamos que no por ello menos importantes”, relata. Desarrollan metodologías de análisis de datos genómicos que permitan identificar mejor las especies de hongos existentes en las muestras. “La presencia de ciertos hongos puede regular la población bacteriana, mediante la secreción de determinadas moléculas y estableciendo relaciones positivas o negativas, por lo que pueden tener un papel en el establecimiento del equilibrio de la microbiota”, detalla.

Cómo ganamos nuestras bacterias

Nuestro microbioma cambia a lo largo de los años y su composición depende de diversos factores, como puede ser la dieta, los hábitos de vida o los tratamientos farmacológicos. Una de las formas más conocidas de obtener estos microorganismos es a través de nuestra madre, en lo que se conoce como transmisión vertical. A través del análisis de unas 10 000 muestras de individuos de 20 países de todo el mundo se ha detectado que los patrones de transmisión son muy similares en todos los continentes. “La colonización que se produce en el nacimiento es muy importante y permanece más o menos estable durante el primer año de vida. Un 50 % de cepas bacterianas son compartidas entre la madre y el bebé. A partir del año, se empiezan a obtener bacterias de otras fuentes que, generalmente son otros individuos ya que la mayor parte de las bacterias intestinales no podrían sobrevivir fuera del cuerpo humano, pero lo más interesante es que hemos encontrado que una parte de esta similitud se mantiene a lo largo de los años”, explica Mireia Vallés, autora principal del trabajo. Los resultados también indican una importante diferencia entre el parto natural y el nacimiento por cesárea, hasta el año de vida. “A partir de los 3 años esas diferencias ya no se ven. Pero podría ser que durante ese periodo estas alteraciones en la microbiota pudieran afectar al desarrollo neurológico. Actualmente hay varios estudios que tratan de evaluar los efectos de una transmisión de microbiota materna a bebés nacidos por cesárea”, explica la investigadora.

Al mismo tiempo también han identificado lo que denominan transmisión horizontal, es decir, transmisión entre personas de un mismo entorno. Analizando muestras de comunidades de diferentes partes del mundo han observado que “la proporción de transmisión de microbioma es un fenómeno muy universal. La composición de un lugar a otro cambia por el estilo de vida, por la alimentación, pero no cambia el grado de transmisión que hay entre personas que viven en un mismo entorno”, afirma Vallés. “Esta transmisión entre personas sanas podría tener implicaciones muy importantes, enfermedades consideradas no contagiosas, que no están relacionadas con un componente infeccioso, podrían convertirse en contagiosas a través del microbioma”, añade. Por ello, el siguiente paso es estudiar la transmisión en personas con enfermedad. “Sería interesante ver si una persona enferma se podría beneficiar de la microbiota de las personas sanas de su entorno”. Actualmente, los científicos también estudian el microbioma de algunos animales de compañía y si existe también una transmisión y entre ellos y sus dueños, lo que haría que tener una mascota fuese aún más beneficioso para nuestra salud.