Tercer Milenio
En colaboración con ITA
Así son las 'redes sociales' de los microbios que viven con nosotros
Uno de los pioneros del estudio de la microbiota humana y dos investigadores que descubrieron la forma que tienen las bacterias de comunicarse recibirán el premio Princesa de Asturias.
¿Qué es lo que vemos cuando nos miramos al espejo? Depende. Si miramos con nuestros propios ojos, que nos permiten ver objetos de un tamaño mínimo de 0.1 milímetros, aproximadamente, nos veremos a nosotros mismos, nuestras facciones, nuestro cuerpo… Pero si pudiéramos mirar con un microscopio, que permite ver objetos de tamaño mucho menor, veríamos nuestras propias células y además descubriríamos millones de microorganismos (bacterias, sobre todo, pero también virus, hongos, protozoos) asociados a nuestro cuerpo.
Todas estas comunidades microbianas que viven con nosotros, aunque no podamos verlas, son lo que se denomina nuestra microbiota. Podemos decir que nuestro cuerpo es en realidad un ecosistema en el que habitan todos ellos, cada uno en su hábitat correspondiente: muchos microorganismos viven en nuestra boca y en la nariz, otros sobre la piel, en otras partes del cuerpo, y la mayoría de ellos viven en nuestro sistema digestivo, sobre todo en el intestino.
El número de células microbianas que forman nuestra microbiota supera con creces el número de células que forman nuestro propio cuerpo.
Tener una microbiota no es algo exclusivo del ser humano: todos los animales, y las plantas también, tienen su propia microbiota, y en el medio ambiente encontramos también grandes cantidades de microorganismos, en el agua de ríos, lagos y mares, y en el suelo y el subsuelo.
Volviendo a la microbiota humana, su influencia en el mantenimiento de nuestra salud o su relación con algunas enfermedades se conoce desde hace décadas, pero ha sido en los últimos años, gracias a los avances tecnológicos, cuando la microbiota se ha podido estudiar en detalle.
En la actualidad, muchas enfermedades cuya causa no se conocía con exactitud están empezando a relacionarse con alteraciones de nuestra microbiota, lo que se conoce como disbiosis. El transcurso de enfermedades como la obesidad, enfermedades inflamatorias, trastornos de nuestro metabolismo, algunas enfermedades neurodegenerativas… está influenciado por la composición de nuestra microbiota, y en algunos casos el origen de la enfermedad parece ser exclusivamente microbiano.
Esto implica una nueva perspectiva en cuanto a su posible tratamiento: además de utilizar medicamentos, se abre la posibilidad de intentar eliminar la disbiosis y reequilibrar la microbiota para recuperar la salud.
De hecho, en los últimos meses, la Food and Drug Administration (FDA) de EE. UU. ha aprobado dos nuevos medicamentos a base de microorganismos para reequilibrar la microbiota en el caso de enfermos con diarreas recurrentes. En los próximos años se espera que esta tendencia vaya en aumento.
Premio Princesa de Asturias
Por la importancia de la microbiota en nuestra salud, este año el jurado del Premio Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica ha querido reconocer el trabajo pionero de Jeffrey Gordon, de la Washington University (Saint Louis, Missouri, EE. UU.). El profesor Gordon ha estudiado la microbiota de personas de distintas partes del mundo, y los diversos factores (edad, hábitos alimenticios, higiene, estilo de vida…) que influyen y modulan la composición de la microbiota humana, así como su relación con diversas patologías. En el año 2007 fue, además, uno de los principales impulsores del proyecto Microbioma Humano cuyo objetivo ha sido conocer los genomas de todas las especies microbianas que forman nuestra microbiota.
El estudio de la microbiota humana comparte galardón con el descubrimiento y caracterización de la forma de comunicarse que tienen las bacterias. Las investigaciones de Everett Greenberg, de la University of Washington (Seattle, Washington, EE, UU,) y de Bonnie Bassler de la Princeton University, (Princeton, New Jersey, EE. UU.) descubrieron que estos seres vivos unicelulares son capaces de comunicarse entre ellos mediante señales químicas, y de esta forma pueden conocer si están en mayor o menor número en un determinado hábitat; por este motivo, a este lenguaje que utilizan las bacterias para comunicarse se le denomina 'quorum sensing'.
Cómo se comunican las bacterias
Podemos establecer algunos paralelismos entre los procesos de comunicación entre bacterias por mecanismos de 'quorum sensing' y el uso que hacemos nosotros los humanos de los teléfonos móviles y las redes sociales. Una bacteria inicia el proceso de comunicación fabricando una molécula química que vierte al exterior; esta es su manera de enviar un mensaje (por ejemplo, como si nosotros enviamos un “Hola, estoy aquí ¿hay alguien más?” a un grupo, o a nuestros seguidores). Las bacterias que se comunican por 'quorum sensing' tienen además unas proteínas receptoras que les permiten detectar la presencia de esa molécula que fabrican las bacterias de su misma especie.
Entonces, una vez enviado el “mensaje químico”, si en los alrededores no hay ninguna otra bacteria de su especie, el mensaje se pierde (ninguna bacteria tiene las proteínas receptoras para poder detectar esa molécula); es como cuando nadie responde a nuestro mensaje (ha quedado en “visto” y nadie reacciona ni le da un “like”).
Pero cuando en los alrededores hay más bacterias de esa especie, entonces sí que reciben el mensaje. Cuantas más bacterias haya, como todas estarán intentando comunicarse con sus colegas, mayor será la intensidad (es decir, la concentración) de la señal química que están utilizando para comunicarse; en nuestro símil, esto es como cuando muchos de nuestros contactos en redes sociales están respondiendo a nuestro mensaje inicial y nos dicen “Sí, yo también estoy aquí”.
Cuando la señal es un clamor, las bacterias detectan que constituyen una población numerosa y entonces pueden llevar a cabo una respuesta en común (por ejemplo, coordinarse para emitir luz o para fabricar alguna sustancia que les permita protegerse o que les confiera alguna ventaja). El éxito de una acción semejante depende de si las bacterias son capaces (o no) de detectar el número de individuos presentes (quorum) para tener la garantía de que van a poder lograr su objetivo.
El descubrimiento de estos sistemas de 'quorum sensing' nos está permitiendo idear formas de interferir con ellos, es decir, de bloquear la comunicación entre las bacterias. La cuestión ahora es: bloquear los sistemas de comunicación de las bacterias ¿es muy dramático para ellas? Bueno, basta con imaginarse cómo sería nuestra vida si un día se cae internet, o nos quedamos sin correo electrónico, sin teléfono o sin redes sociales…
Los dos trabajos que han recibido el Premio Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica de este año (el estudio de nuestra microbiota y el de los lenguajes de comunicación de las bacterias) están relacionados. La comunicación mediante la emisión y recepción de señales químicas no solamente constituye la base de los fenómenos de 'quorum sensing', también es la estrategia mediante la cual las bacterias que constituyen la microbiota se comunican e interaccionan con las células de los seres vivos (animales, plantas) en los que habitan.
De esta forma, por ejemplo, bacterias que viven en nuestro intestino pueden emitir señales químicas que lleguen a nuestro cerebro y modulen nuestro comportamiento, o viceversa, nuestro estado de ánimo hace que el cerebro emita otras señales químicas que van a influir sobre la composición de nuestra microbiota. Probablemente no se trate de una casualidad que ambas investigaciones hayan sido reconocidas con este premio conjunto, que indudablemente supone también un reconocimiento al fascinante mundo de la microbiología.
José Antonio Aínsa y Begoña Gracia Grupo de Genética de Micobacterias Universidad de Zaragoza
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