Por: Camila Rojas
Desde hace siglos se conocía que los seres vivos (animales y humanos) eran portadores de diversos microoganismos, pero pocos le dieron la importancia debida. En los últimos años, debido a las nuevas técnicas de secuenciación masiva, las cuales permiten estudiar las comunidades microbianas sin necesidad de cultivarlas, se ha podido demostrar que los humanos dependemos de las bacterias para poder desarrollarnos y mantener una buena salud.
La microbiota es el conjunto de microorganismos (bacterias, asqueas, virus, hongos y protistas) que habitan en nuestro cuerpo. Estas se encuentran en el tracto gastrointestinal, genitourinario y respiratorio, la cavidad oral y nasofaríngea, y la piel.
El descubrimiento
Es sorprendente la manera cómo se descubrió que un microcosmos de bacterias viven en nuestro cuerpo.
Fue en el siglo XVII cuando un comerciante de telas holandés llamado Antonie van Leeuwenhoek tenía un extraño hobby, este era la fabricación de microscopios, los cuales eran los mejores de la época. Estos los usaba para realizar experimentos.
Van Leeuwenhoek se sacaba la placa de la boca, la rociaba con agua de lluvia y observaba lo que ocurría.
“Para mi sorpresa, contiene una gran cantidad de animales que se mueven de forma extravagante. Son tantos, que el número supera a los habitantes de un reino“, concluyó el comerciante después de realizar el experimento con varios voluntarios.
Desde entonces, se han descubierto bacterias en casi todo el cuerpo.
Cabe resaltar que por mucho tiempo se tuvo la creencia que el 90% de nuestras células eran bacterias, pero con estudios mucho más especializados se logró determinar que el porcentaje real es de un 50%. Es decir, prácticamente somos mitad humano y mitad bacterias. El ser humano no es una unidad independiente, sino una comunidad dinámica e interactiva de células humanas y microbianas. “Tenemos que empezar a concebirnos como superorganismos”, declara Julie Segre, del Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano de Estados Unidos.
Por siempre juntos
Somos un superorganismo que se compone de uno mismo y sus microbios. Dicho esto, los microbios siempre nos acompañarán a donde vayamos, es más, cuando nos alimentamos, también los alimentamos a ellos, hasta evolucionamos juntos. Son los otros genomas que nos componen.
“Los genomas de las bacterias, junto con el genoma humano, son parte del verdadero contenido genético de un ser humano”, dice Segre.
Ya invertimos una vasta cantidad de dinero decodificando uno de esos genomas: el humano. Nuestros microbios, sumados, tienen más genes que nosotros.
Pero teniendo en cuenta que vivimos en contacto íntimo con ellos, es difícil que nos entendamos a nosotros mismos sin entenderlos a ellos.
El Proyecto del Microbioma Humano (HMP) se propone catalogar 3.000 de los microbios de nuestro cuerpo y secuenciar sus genes.
Además, en las últimas décadas se ha confirmado que existen diversos tipos de microbios en nuestro organismo, y que la composición difiere en cada persona, con muchos factores que influyen en su evolución. En un cuerpo sano, deberían habitar aproximadamente 10.000 especies bacterianas diferentes, de las cuales menos del 1% corresponden a potenciales patógenos.
Asimismo, los microbios evolucionan con el paso de los años: mientras vamos creciendo, nuestra microbiota va cambiando.
Cuando uno es bebé, es muy uniforme. Pero mientras que los niños están en la etapa de crecimiento, los microorganismos maduran y se diversifican, hasta llegar a la adultez. Es en esta etapa cuando la microbiota logra llegar a una estabilidad y es difícil de modificar. En la tercera edad, el número de especies microbianas disminuye y el conjunto se hace similar entre individuos.
No obstante, las especies que albergamos no solo cambian con la edad, sino que se ven influenciadas por nuestro género, por nuestra genética, el tipo de dieta, el clima y la localización geográfica; así como por la exposición a fármacos, los tratamientos con antibióticos, la ocupación o la interacción con otros individuos.
Malos y buenos
Los investigadores indican que hemos coevolucionado con nuestros microbios para poder defender a nuestros cuerpos de los patógenos.
Los geneticistas desean entender qué constituye una comunidad microbiana y qué ocurre cuando el grupo es invadido por bacterias “malas”.
El HMP considera al conjunto de microbios de una persona como la formación de una comunidad, es por ello que en vez de explorar a cada uno de ellos individualmente, están estudiando a nuestros microbios y su material genético colectivamente: analizan la manera en que funciona esta fecunda masa como un grupo, como un mocrobioma.
“El concepto de que los microbios habitan en nuestros cuerpos es nuevo pues tendemos a pensar en ellos como gérmenes. Pero concebirlos sólo como gérmenes limita nuestra capacidad de comprender lo que realmente hacen, así que necesitamos un término que realmente incluya toda clase de microbios -bacterias, hongos, virus, etc.- que viven en nosotros y que en efecto son parte nuestra”, explica Lita Proctor, coordinadora del HMP.
Estudio de los genes
Proctor indica que hay dos maneras en las que los científicos manejan todos los datos que resultan de los análisis en laboratorios. La primera es crear un catálogo de lo encontrado. Cuáles y cuántas especies habitan en qué parte del cuerpo. Pero ahora se está empezando a aprender que no sólo importa quién está ahí sino qué está haciendo.
“Si bien es cierto que hay diez veces más células macrobianas en el cuerpo que células humanas, también lo es que hay entre 100 y 200 veces más genes microbianos que humanos”.
Estamos hablando de entre 10 y 20 millones de genes microbianos.
“Esos genes están ahí por alguna razón. Así que hay otra línea de investigación que cataloga de acuerdo a qué microbios encuentran los científicos y en dónde, y tratan de deducir que función tiene la comunidad como tal”, explica la coordinadora.
Y ésa es una particularidad importante del proyecto: aspira no sólo a determinar cuáles microbios están presentes sino también qué están haciendo.
Beneficios
Se ha descubierto que las bacterias tienen múltiples efectos en nuestro organismo.
Ed Young, autor del libro Tengo multitudes denota que nos protegen de diversas infecciones y enfermedades, debido a que al ocupar tanto espacio en el organismo, no deja que se introduzcan otros organismos perjudiciales. Agrega que también ayudan a renovar partes de ciertos órganos y en la reconstitución de nuestros cuerpos y quizás afectan el comportamiento y los pensamientos.
Harry Flint, de la Universidad de Aberdeen, en el Reino Unido, es asesor científico de MetaHIT, el proyecto europeo de metagenómica que se concentra en estudiar el intestino humano, donde viven unos dos kilogramos de microbios.
Flint apunta que, en el intestino, la relación entre nosotros y nuestras bacterias es mutualmente beneficiosa.
“Les ayudamos porque vamos y buscamos alimentos y ellas se benefician particularmente de la parte de la comida que nosotros no podemos digerir, así que les damos donde vivir, un lugar cálido, húmedo, protegido”.
Por su lado, aunque algunas de las bacterias pueden ser malignas y causar enfermedades, “afortunadamente la mayoría de ellas son ‘amistosas’ y tienden a excluir a las malas”, señala Flint.
“Además proveen productos metabólicos, como vitaminas y ácidos grasos que usamos como fuentes de energía y que también nos hacen sentir satisfechos y pueden ayudar a prevenir el cáncer”, añade.
Pero, ¿las bacterias solo son beneficiosas para el ser humano?
La respuesta es no. Actualmente en Italia están utilizando cepas de bacterias extraídas de vertederos industriales, minas abandonadas y tumbas, para poder restaurar los monumentos. Pero lograr eso no es fácil porque su tratamiento es complicado, ya que tienen que aislar las cepas individuales que prosperan en los tipos de suciedad adecuados, secuenciar su ADN y ponerlas a trabajar.
Para lograr la restauración, el conservador, Alessandro Lugari, explica que el exterior del monumento se tiene que cubrir con enzimas, puesto que esto atrae a las bacterias a la superficie. La calcificación resultante refuerza la piedra y las enzimas se aplican varias veces al día durante dos semanas.
Lugari señaló que la bacteria no atraviesa el mármol, sino las grietas y se solidifica. Además, se recubre de carbonato de calcio, que es la misma sustancia que el mármol y, por tanto, une, a nivel microscópico, las distintas partes del mármol, creando más mármol. Añade que lo han probado y ha funcionado, asi que siguiente paso será probarlo en todo el Arco de Septimio Severo, en Roma.
Por otro lado, en Chile el Dr, Iván Ñancucheo, está desarrollando un prototipo tecnológico sobre la base de bacterias acidófilas para remover compuestos complejos y contaminantes que se encuentran en el drenaje ácido minero, que trae como consecuencia la proliferación de las denominadas “aguas de contacto” de la minería.
Por ello han utilizado la biorremediación de estas aguas sobre la base de microorganismos cuya función es remover el sulfato en condiciones ácidas, y así elevar el pH del líquido residual para asegurar su uso como agua de riego. Además, como resultado del proceso de tratamiento microbiano, se optimiza la recuperación selectiva de cobre, en la forma de nanopartículas.
Conclusión
Somos mitad bacterias y mitad células. Estas bacterias logran sobrevivir ya que nosotros las mantenemos día a día, además se encuentran en constante evolución en cada etapa de nuestra vida, pero es en la adultez cuando nuestros microorganismos logran tener una estabilidad y es poco probable que se puedan modificar.
Las bacterias tienen múltiples funciones en nuestro cuerpo y en su mayoría son beneficiosas para nosotros. Por ejemplo, las que se encuentran en el intestino, nos ayudan a disolver las comidas que no podemos digerir. Asimismo nos proveen productos metabólicos, los cuales son fuente de energía y nos ayudan a prevenir el cáncer. Además, al ocupar un gran espacio en nuestro organismo, impiden el ingreso de bacterias o virus dañinos.
Por último, las bacterias no solo son beneficiosas para los humanos, sino también para el medio ambiente. Un ejemplo de ello, es que se ha descubierto que pueden ser utilizadas para restaurar monumentos, tecnología que ya está siendo utilizada por conservadores en Italia, mientras por otro lado, en Chile, utilizan bacterias para remover los contaminantes mineros y purificar las aguas de riego.
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