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  • Investigación y Ciencia
  • Abril 2016Nº 475
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Reseña

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Microbioma

Compañeros inseparables e imprescindibles.

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WELCOME TO THE MICROBIOME
GETTING TO KNOW THE TRILLIONS OF BACTERIA AND OTHER MICROBES IN, ON, AND AROUND YOU
Rob DeSalle y Susan L. Perkins. Yale University Press, 2016.

Hay más microorganismos en nuestro interior que estrellas tachonan la Vía Láctea. Astronómica es también su diversidad, con la peculiaridad de que las microbiotas que nos acompañan en nuestros primeros años varían de las presentes en nuestra edad adulta. El estudio de las interacciones entre microorganismos y cuerpo humano configura una nueva rama de la ciencia que está experimentando un espectacular desarrollo y de la que se espera que revolucione la medicina. De ella se ocupa el libro.

Se pone el foco sobre las comunidades microbianas, y sus genes, que viven en el organismo: el microbioma. Guarda este una relación estrecha y compleja con procesos biológicos básicos del ser humano (digestión, crecimiento e inmunidad). A la manera de los ecosistemas avanzados, esa constelación de microorganismos pertenece a especies que cumplen diferentes funciones [véase «El ecosistema microbiano humano», por Jennifer Ackerman; Investigación y Ciencia, agosto de 2012; y «Nuestro segundo genoma», por Francisco Guarner; Investigación y Ciencia, diciembre de 2012]. Cuando una especie crítica inicia su declive, arrastra consigo a todo el ecosistema; pensemos en la relación del cuerpo humano con Helicobacter pylori, responsable de las úlceras pépticas, o en la vinculación de la obesidad con la flora bacteriana del tracto gastrointestinal.

De la mano de Rob DeSalle y Susan Perkins vamos recorriendo los distintos hábitats de nuestro cuerpo que dan cobijo a los microorganismos, billones de bacterias y otros microorganismos instalados en la piel, la boca, las zonas genitales y, sobre todo, los intestinos. Los humanos no son islas fisiológicas que regulen su propio funcionamiento interno. La mayoría de las células de nuestro cuerpo no son humanas. Las colonias que residen dentro del tracto gastrointestinal ejercen efectos de largo alcance sobre la salud. Los autores detallan el proceso entero de evolución y la bioquímica de las interacciones.

Sin microbioma, ni plantas ni animales sobrevivirían. Pese al puesto central que ocupan en la vida de la Tierra, sabemos muy poco sobre los mecanismos de interacción de los microorganismos entre sí, con quienes les dan hospedaje y con su entorno. Aunque las técnicas de secuenciación de ADN han permitido una nueva visión de la ubicuidad y diversidad de los microorganismos, arrojan escasa luz sobre la función y dinámica de la comunidad. Podemos caracterizar cientos de muestras a la vez, pero se echa a faltar una comprensión sistemática de lo que determina la diversidad y composición del microbioma.

Una diferencia importante entre macro- y microorganismos estriba en la capacidad de transferencia génica horizontal de estos últimos. Diferentes personas pueden presentar especies microbianas distintas, pero cada individuo tiende a portar el mismo conjunto clave de especies en el curso de largos períodos. Cada especie de bacteria comensal presenta una característica distintiva: la versión única de un gen (el gen del ARN ribosómico 16S) que codifica cierta molécula de ARN en los ribosomas. Todos los humanos poseemos un microbioma desde muy temprana edad, aunque nazcamos sin él. Cada individuo adquiere del entorno su propia comunidad de comensales.

Los autores introducen el tema desde una perspectiva evolutiva y subrayan que nuestra especie ha tenido a los microorganismos por compañeros de viaje en su larga prehistoria. El antepasado común de toda vida celular, humana y microbiana, apareció hace unos 3500 millones de años en forma de microorganismo unicelular sin membrana nuclear que encerrase el material genético. Hará unos mil millones de años, ese precursor adquirió una membrana nuclear. Su trayectoria evolutiva había divergido de todos los demás microorganismos unicelulares. Muchos linajes se extinguieron. Otros sobrevivieron; entre ellos, el que conducía a nosotros. Se produjo una eclosión de vida multicelular de complejidad creciente. Hubo un aspecto, sin embargo, que no cambió: los microorganismos unicelulares prosiguieron en larga asociación con criaturas multicelulares.

Hace cien millones de años, nuestro antepasado era un micromamífero que convivía con dinosaurios, colonias de insectos y plantas. Y, sobre todo, con numerosas especies de microorganismos. Más tarde, hace diez millones de años, nuestro antepasado era ya un primate, refugio de innumerables microorganismos instalados en su tracto gastrointestinal, repliegues, cavidades y superficie pilosa. Hace un millón de años, nuestros antepasados deambulaban erguidos y habían perdido parte de su protección pilosa, pero seguían viviendo con numerosos microorganismos en su interior. Había unas seis especies de humanos que caminaban erguidos; cada una presentaba su propio cuadro de microorganismos en coevolución con ella. Hasta hace unos cien años no empezamos a vislumbrar el mundo escondido de los microorganismos. Se disponía de vacunas para determinadas enfermedades, Louis Pasteur había desarrollado métodos de esterilización y Robert Koch había descrito la forma en que los microorganismos causan infecciones.

Hasta hace solo unas tres décadas, los científicos creían erróneamente que había dos tipos básicos de células en el planeta: procariotas (organismos sin membrana nuclear) y eucariotas (organismos con membrana nuclear). En los ochenta del siglo pasado, Carl Woese estableció la existencia de tres clases principales de células: arqueobacterias, eucariotas y bacterias. Hace algo más de diez años, en torno al cambio de milenio, el legado de Pasteur y Kock eclosionó en un nuevo campo científico de enorme potencia. Se impusieron los antibióticos, antivirus y minuciosos análisis clínicos de microorganismos. Se había descifrado la estructura del ADN y del código genético. Por si eso no fuera bastante, hay que pensar en los virus. Entre los de tamaño menor se cuentan los virus de la gripe, con ocho genes, y los papilomavirus, causantes del cáncer cervical, que constan también de ocho genes. En el extremo opuesto, los Mimivirus alcanzan hasta el millar de genes. Por no mencionar el Pandoravirus, con 2200 genes, más que algunas bacterias y arqueobacterias. Gracias a los virus se secuenciaron los primeros genomas enteros de microorganismos [véase «Un siglo de bacteriófagos», por Forest Rohwer y Anca M. Segall, en este mismo número].

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