Microbiología

Investigadores descubren misteriosas bacterias que pueden ayudarlo a controlar su colesterol.

En las partes más oscuras del mundo donde la luz no puede bloquear la generosidad insondable de las estrellas, mira hacia arriba. Todavía hay menos manchas que iluminan el universo que bacterias en el mundo, ocultas a la vista, un universo entero dentro de un intestino humano.

Se conocen muchas especies, como E. coli, pero muchas más, a veces denominadas «materia oscura microbiana», siguen siendo esquivas. «Sabemos que está allí», dijo Doug Kenny, Ph.D., «por cómo afecta las cosas a su alrededor». El nuevo estudio publicado en Cell Host and Microbe ha vinculado un grupo específico de bacterias en los intestinos para reducir los niveles de colesterol en la sangre.

El hallazgo sugiere una posible razón por la cual algunas personas pueden consumir más colesterol en su dieta con un efecto mínimo sobre sus niveles de colesterol en la sangre. Tambien sugiere que aumentar las poblaciones de estas bacterias, a través de la dieta, los prebióticos u otro tipo de tratamiento, algún día puede ser una forma efectiva de ayudar a reducir los niveles de colesterol.

“este estudio proporciona una hoja de ruta de sobre cómo podemos usar genes y enzimas microbianos para manipular el metabolismo del colesterol, Y desempeñar un papel importante en la reducción de las concentraciones de colesterol en suero y en sangre, lo que afecta directamente la salud humana», dijo Emily Balskus, profesora de química y biología química en la Universidad de Harvard y coautora principal con Ramnik Xavier, miembro principal de Broad, codirector del Centro de informática y terapéutica del MIT.

La laguna de aguas residuales de cerdo

Desde finales de 1800, los científicos sabían que algo le estaba sucediendo al colesterol en el intestino. Durante décadas, el trabajo se acercó a una respuesta. Un estudio incluso encontró evidencia de bacterias que consumen colesterol que viven en una laguna de aguas residuales de cerdo. Pero esos microbios preferían vivir en cerdos, no en humanos.

Los estudios anteriores son como un archivo de casos de pistas (un laboratorio de 1977 incluso aisló el microbio revelador, pero las muestras se perdieron). Una pista enorme es el coprostanol, el subproducto del metabolismo del colesterol en el intestino. «Debido a que el microbio de la laguna de aguas residuales de cerdo también formó coprostanol», dijo Balskus, «decidimos identificar los genes responsables de esta actividad, con la esperanza de encontrar genes similares en el intestino humano».

Mientras tanto, Damian Plichta, un científico computacional en el Broad Institute y coprimer autor con Kenny, buscó pistas en los conjuntos de datos humanos. Cientos de especies de bacterias, virus y hongos que viven en el intestino humano aún no se han aislado y descrito, dijo. Pero la llamada metagenómica puede ayudar a los investigadores a eludir un paso.

Plichta hizo una referencia cruzada de datos masivos del genoma del microbioma con muestras de heces humanas para encontrar qué genes correspondían con altos niveles de coprostanol. «A partir de esta cantidad masiva de correlaciones», dijo, «ampliamos algunos genes potencialmente interesantes que luego podríamos seguir». Mientras tanto, después de que Balskus y Kenny secuenciaron todo el genoma de la bacteria porcina que consume colesterol, extrajeron los datos y descubrieron genes similares: una señal de que se estaban acercando.

La conexión humana

Entonces Kenny redujo aún más su búsqueda. En el laboratorio, insertó cada gen potencial en bacterias y probó qué enzimas descomponen el colesterol en coprostanol. Finalmente, encontró al mejor candidato, que el equipo llamó el gen Intestinal Steroid Metabolism A (IsmA).

«Ahora podríamos correlacionar la presencia o ausencia de bacterias potenciales que tienen estas enzimas con los niveles de colesterol en sangre recolectados de los mismos individuos», dijo Xavier. Utilizando conjuntos de datos de microbiomas humanos de China, los Países Bajos y los Estados Unidos, descubrieron que las personas que portan el gen IsmA en su microbioma tenían 55 a 75 por ciento menos colesterol en las heces que las que no.

«Los que tienen esta actividad enzimática básicamente tienen un colesterol más bajo», dijo Xavier.

El descubrimiento, dijo Xavier, podría conducir a nuevas terapias, como un «cóctel biótico» o un suministro directo de enzimas al intestino, para ayudar a las personas a controlar sus niveles de colesterol en la sangre. Pero hay mucho trabajo por hacer primero: el equipo puede haber identificado la enzima crucial, pero aún necesitan aislar al microbio responsable.

 Necesitan demostrar no solo la correlación sino la causalidad: que el microbio y su enzima son directamente responsables de reducir el colesterol en los humanos. Y, necesitan analizar qué efecto tiene el coprostanol, el subproducto de reacción, en la salud humana.

«No significa que vamos a tener respuestas mañana, pero tenemos un resumen de cómo hacerlo», dijo Xavier.

Mayor información: Douglas J.Kenny, Damian R.Plichta, DmitryShungin, et al. «Cholesterol Metabolism by Uncultured Human Gut Bacteria Influences Host Cholesterol Level».  Nature BiotechnologyPublished: 15 June 2020.

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