Microbioma intestinal asociado con el riesgo de esclerosis múltiple y el desarrollo de enfermedades

Microbioma intestinal asociado con el riesgo de esclerosis múltiple y el desarrollo de enfermedades

Un consorcio de investigación internacional dirigido por científicos de la Universidad de California en San Francisco ha demostrado diferencias significativas entre los perfiles bacterianos intestinales de pacientes con esclerosis múltiple (EM) y personas sanas, y entre pacientes con EM que reciben diferentes tratamientos farmacológicos. Si bien algunos de estos cambios ya se informaron anteriormente, la mayoría se informan por primera vez. El grupo también descubrió nuevos mecanismos mediante los cuales estas bacterias pueden influir en el desarrollo de enfermedades y la respuesta al tratamiento.

En los últimos años, los científicos han establecido cada vez más vínculos entre las bacterias intestinales y una variedad de enfermedades, no sólo enfermedades del intestino, incluidas la diabetes y la artritis. El campo de los estudios del microbioma realmente se abrió con avances en la secuenciación del ADN a principios de la década de 2010, que permitieron a los científicos obtener una imagen detallada de qué bacterias están presentes en muestras de heces, sangre, tejido mucoso y piel.

Hasta hace poco, la mayor parte de la evidencia experimental que vinculaba las bacterias intestinales y la EM procedía de investigaciones en ratones. Los estudios en humanos habían arrojado resultados contradictorios, en parte debido al menor número de participantes y a la falta de examen de los efectos del medio ambiente en el microbioma de una persona. El lugar donde vives (en el campo o en la ciudad, en la cima de una montaña o al lado de una refinería de petróleo) juega un papel importante en las bacterias que alberga nuestro cuerpo.

Para superar estas limitaciones, el consorcio de científicos que participan en el Estudio Internacional del Microbioma de la Esclerosis Múltiple (IMSMS) reclutó un gran número de pacientes con EM de tres continentes y seleccionó controles genéticamente no relacionados de los mismos hogares que los pacientes. Fue la primera vez que se utilizó esta metodología en un estudio tan grande. El estudio, publicado el 15 de septiembre de 2022 en Cell, describe diferencias entre los perfiles del microbioma intestinal de 576 pacientes y un número igual de controles domésticos en Estados Unidos, Reino Unido, España y Argentina. Los hallazgos podrían conducir a nuevas terapias que impliquen la manipulación del microbioma o intervenciones dietéticas.

Este es el estudio de referencia que utilizará la industria en los próximos años”.

Sergio Baranzini, PhD, Cátedra de Neurología de la Familia y Amigos de Heidrich y miembro del Instituto Weill de Neurociencias de la UCSF

Sergio Baranzini es el autor principal del nuevo estudio.

Utilizando su protocolo innovador, Baranzini y sus colegas pudieron identificar docenas de nuevas especies bacterianas asociadas con la EM y confirmar otras especies que anteriormente solo estaban asociadas con la enfermedad. "Nos sorprendió la cantidad de especies que estaban presentes de manera diferente en la EM en comparación con los controles", dijo Baranzini. También encontraron que la mayor fuente de variación en las especies bacterianas estaba relacionada con la ubicación geográfica de los participantes, lo que confirma la importancia de la ubicación y las variaciones locales en la dieta para el microbioma intestinal. La segunda fuente más importante de variación fue el estado de la enfermedad de un participante, que los investigadores esperaban.

El estudio fue el segundo de una serie realizada por iMSMS, un consorcio internacional fundado en 2015 para determinar el papel de las bacterias intestinales en la susceptibilidad, la progresión y la respuesta a la terapia de la EM. El primer estudio validó el protocolo de control doméstico y demostró que aumenta el poder estadístico en estudios de microbioma basados ​​en la población.

Los resultados del estudio son principalmente descriptivos, admite Baranzini. "Cuando se analiza el microbioma, normalmente se hacen dos preguntas", dijo. "La primera es '¿Quién está ahí?' Eso es lo que intentamos responder en este artículo. La segunda es '¿Qué están haciendo?'".

Responder a la segunda pregunta requiere estudios mecanicistas con bacterias individuales para comprender sus perfiles metabólicos. Aun así, los investigadores obtuvieron algunas pistas sobre lo que hacen las bacterias que encontraron al examinar las posibles vías que codifican estas bacterias.

"Si sabemos qué genes y qué tipo podemos identificar en casos y controles, ahora podemos comenzar a reconstruir qué posibles vías de señalización están activas en pacientes y controles", dijo Baranzini.

Por ejemplo, algunas de las bacterias que el equipo ha relacionado con la EM parecen desempeñar un papel ayudando a las personas a procesar la fibra de las plantas, cuyos subproductos tienden a encontrarse en niveles elevados en los pacientes con EM. Otras especies parecen tener un impacto sobre la inflamación y la maquinaria de producción de energía de las células.

Los investigadores también encontraron que los pacientes tratados con un inmunomodulador conocido como interferón beta-1a, el tratamiento más antiguo para la EM, tenían niveles más bajos de ácidos grasos de cadena corta en las heces y niveles más altos en la sangre. Los ácidos grasos de cadena corta son conocidos por sus propiedades antiinflamatorias, lo que sugiere que el interferón actúa aumentando el transporte de estas moléculas desde el intestino al torrente sanguíneo, lo que, según Baranzini, puede ser uno de los mecanismos de acción del interferón.

El grupo iMSMS continuará reclutando pacientes y expandiéndose a Alemania y Canadá hasta que el número total de participantes en la cohorte llegue a 2000. A partir de este otoño, también seguirá a un subconjunto de pacientes durante dos años para ver cómo cambia su microbiota intestinal en respuesta al tratamiento, los cambios en el estilo de vida y la progresión de la enfermedad. Todos los datos de estos estudios estarán disponibles públicamente.

"Este es un ejemplo de cómo la gran ciencia sólo se puede lograr juntos", añadió. "En iMSMS realmente hemos reunido a los mejores y más brillantes investigadores en investigación de microbiomas y esclerosis múltiple, y todos están trabajando juntos".

Fuente:

Universidad de California – San Francisco

Referencia:

iMSMS Consortium., (2022) El microbioma intestinal de pacientes con esclerosis múltiple y controles domésticos sanos emparejados revelan asociaciones con el riesgo y la progresión de la enfermedad. Celúla. doi.org/10.1016/j.cell.2022.08.021.

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