El conocimiento de los biólogos sobre el microbioma humano se ha disparado en la última década, impulsado por los avances en el análisis de grandes volúmenes de datos y las pruebas de ADN. La riqueza de la información recopilada plantea multitud de preguntas nuevas y apasionantes para los científicos.
Como en cualquier nuevo ámbito del conocimiento, el primer paso consiste en categorizar. Sabemos que miles de especies de bacterias habitan, por ejemplo, el intestino, pero quizá descubramos que su verdadera diversidad es mucho mayor. En cuanto a los virus, las entidades biológicas más abundantes de la Tierra, hasta ahora solo se ha clasificado entre el 5 y el 25 % de ellos.
Esto se debe, en parte, a que aislar un microbio específico puede ser complicado: a menudo, los microbios necesitan una comunidad de otros microbios para crecer, lo que dificulta el cultivo en monocultivo. Desarrollada en el marco del Proyecto del Microbioma Humano y comercializada por GE desde el año pasado, una nueva tecnología permite ahora a los investigadores aislar el ADN de una sola célula y reproducirlo en apenas unas horas. El proceso, que utiliza la ADN polimerasa Phi29, permite a los investigadores obtener muestras de microgramos a partir de muestras de apenas un femtogramo (una milmillonésima de microgramo). Estas tecnologías podrían facilitar la secuenciación unicelular y, con el tiempo, permitir a los investigadores comprender cómo contribuye un microbio específico al microbioma.
Mientras continúa ese trabajo, otros investigadores exploran los mecanismos moleculares mediante los cuales las bacterias interactúan entre sí. «Prácticamente no sabemos nada sobre la mayoría de los metabolitos de la microbiota que se producen in vivo, aunque estas son las moléculas clave que los microbios utilizan para comunicarse entre sí y con el huésped», señala Brett Finlay, de la University of British Columbia, en un artículo publicado a principios de este año. John Cryan, del University College, Cork, coincide: «Realmente tenemos que llegar a comprender estos mecanismos», afirma.
Es posible que los tratamientos médicos no tengan que esperar. Actualmente se utilizan muchos medicamentos cuyo modo de acción preciso se desconoce. Pero aun así deben someterse a ensayos clínicos. Lo mismo ocurre, subraya el señor Cryan, con cualquier afirmación sobre los probióticos: alimentos que contienen bacterias, o las propias bacterias, que se consumen con algún supuesto beneficio.
La ingeniería de microbios es otra área que despierta interés —y atrae inversiones—. Apenas el mes pasado, la Gates Foundation publicó una convocatoria de propuestas para experimentos sobre la manipulación del microbioma intestinal con bacteriófagos de formas que pudieran prevenir la malnutrición infantil en los países en desarrollo.
En el extremo opuesto de esta investigación sobre el potencial de los minúsculos virus bacterianos Clostridium difficile se encuentra la única manipulación del microbioma que ha demostrado ser eficaz hasta ahora: un trasplante total de microbioma fecal (FMT) para aliviar la infección intestinal crónica causada por la bacteria. Sin embargo, queda mucho trabajo por hacer. Esto incluye determinar qué bacterias son realmente beneficiosas, estandarizar los cultivos fecales o derivados de heces que se utilizan y establecer el sistema regulatorio adecuado: en EE. UU., el FMT todavía se considera un fármaco en investigación.
En los nuevos mundos del microbioma también surgen preguntas que van más allá de las aplicaciones directas. El hecho de que los microbios existieran antes que cualquier otra forma de vida, por ejemplo, invita a comprender cómo coevolucionaron los seres humanos y sus comunidades microbianas. Puede parecer un objetivo lejano, pero es uno que los biólogos de sistemas y los biólogos computacionales han empezado a perseguir, una célula a la vez. Por ahora, los esfuerzos se han centrado en Mycoplasms genitalium, una de las bacterias más simples que conocemos. Aún queda mucho para poder ampliar esta investigación a billones de bacterias, miles de especies y una multitud de interacciones con células humanas.
En definitiva, es probable que ningún aspecto de la biología humana quede al margen de la investigación sobre el microbioma. Como subraya el señor Cryan: «Lo estupendo de este campo es que es extremadamente interdisciplinario y que todos hablan entre sí».
Esta publicación apareció primero en GE LookAhead. Su publicación no implica que el World Economic Forum respalde las opiniones expresadas.
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Autor: Jon Turney es colaborador de GE LookAhead.
Imagen: Un investigador, visto a través de una ventana, prepara ADN en un laboratorio. REUTERS/Robert Pratta.
