Investigadores monitorean cómo las bacterias en el microbioma se adaptan a los humanos a través de la transmisión

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Una nueva investigación ha encontrado que las bacterias beneficiosas en el microbioma intestinal utilizan diferentes medios para pasar de una persona a otra, lo que afecta su abundancia en el intestino y las funciones que brindan.

Esta nueva investigación, dirigida por científicos del Instituto Wellcome Sanger, utilizó la secuenciación genética para arrojar nueva luz sobre la evolución, colonización y transmisión de las bacterias intestinales, que desempeñan un papel importante en la salud humana.

El estudio, publicado hoy (5 de agosto de 2021) en Biología del genoma, proporciona una comprensión más profunda de la evolución de las bacterias en el microbioma humano. También podría informar el desarrollo de terapias basadas en microbiomas en las que se podrían seleccionar bacterias clave para tratar varias enfermedades asociadas al intestino.

Los seres humanos están poblados por una cantidad extremadamente grande de microorganismos, llamados microbiomas, que incluyen bacterias, virus, arqueas y hongos. Las bacterias beneficiosas en el cuerpo corresponden aproximadamente a las células humanas una por una * y en el intestino, se ha descubierto que esta colección de bacterias juega un papel importante en la salud humana. La composición del microbioma intestinal afecta el sistema inmunológico, previene infecciones y ayuda al cuerpo al descomponer ciertos carbohidratos que las células humanas no pueden producir por sí mismas.

Para que las especies bacterianas en el intestino sobrevivan, deben poder pasar de una persona a otra. Las bacterias intestinales son principalmente anaeróbicas, lo que significa que no pueden sobrevivir en oxígeno. Para propagarse, algunos producen esporas, que a veces se comparan con semillas y pueden permanecer inactivas hasta que cumplen las condiciones adecuadas para crecer.

Esta investigación, del Wellcome Sanger Institute, investigó el grupo de bacterias conocidas como Firmicutes, que son dominantes en el microbioma humano y producen esporas. Los investigadores analizaron los genomas de 1358 Firmicutes y monitorearon la evolución de algunas características, incluida la producción de esporas. Observaron que las bacterias formadoras de esporas intestinales se encontraban en cantidades más pequeñas en el intestino y tenían genomas más grandes que las que habían perdido la capacidad de producir esporas (esporular). Dentro de sus genomas, también tenían múltiples genes asociados con el metabolismo de carbohidratos y la biosíntesis de vitaminas, lo que sugiere que tienen importantes funciones metabólicas.

Las bacterias Firmicutes que ya no podían formar esporas tenían genomas más pequeños, pero estaban presentes en mayor abundancia en el intestino y tenían un metabolismo más especializado basado en el análisis del genoma. También fueron menos prevalentes en la población general, lo que significa que se encontraron en menos individuos, lo que sugiere que la pérdida de esporulación limita su capacidad para transmitir ampliamente.

Los genomas más pequeños y un metabolismo más especializado indican que las bacterias que han perdido la capacidad de esporular se están adaptando más a su huésped humano, lo que podría permitirles colonizar a niveles más altos en el intestino. Por otro lado, las bacterias que todavía producen esporas parecen menos adecuadas para los humanos debido a sus genomas más grandes, lo que puede explicar por qué no son tan abundantes en el intestino.

Estas diferencias muestran que la transmisión es un proceso importante que da forma a la evolución de las bacterias intestinales, y ahora se necesita más investigación para continuar aprendiendo más sobre el vínculo entre la transmisión de las bacterias intestinales y las funciones que desempeñan en la salud humana. Comprender estos procesos podría ayudar a informar las terapias, cómo investigar si se pueden administrar bacterias específicas a las personas en función de su capacidad para colonizar y cómo el diferente metabolismo de estas bacterias podría afectar las condiciones de salud y los tratamientos.

La Dra. Hilary Browne, primera autora y científica del personal del Instituto Wellcome Sanger, dijo: «Aunque la transmisión de bacterias intestinales entre humanos es esencial para su supervivencia, las características genéticas y biológicas de las bacterias les permiten hacerlo, todavía estoy mal Esta investigación comienza a desentrañar parte de este misterio al analizar los genomas y descubrir que la capacidad de las bacterias para producir esporas se ha perdido repetidamente, lo que afecta su evolución y función. Es necesario seguir observando los detalles genéticos del microbioma para ayudar comprender los roles de bacterias específicas y cómo su falta podría afectar la salud humana «.

El Dr. Trevor Lawley, autor principal y líder de grupo principal del Instituto Wellcome Sanger, dijo: “El microbioma desempeña un papel esencial en la salud y el desarrollo humanos e influye en una amplia gama de funciones fisiológicas en el cuerpo. Sobre las bacterias que lo habitan. Nosotros y cómo se adaptan a la vida en humanos a través de su metabolismo será importante para el desarrollo de nuevas terapias y diagnósticos para enfermedades mediadas por microbiomas «.

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