El viroma intestinal humano

El viroma intestinal humano

El microbioma intestinal de cada persona tiene alrededor de 6.000 genes de tipo viral.
Hay virus que pueden otorgar beneficios funcionales a las bacterias al integrarse en su cromosoma. Pero por otra parte, los fagos líticos son los principales depredadores de las comunidades bacterianas, y por tanto pueden modificar y controlar la composición del ecosistema microscópico de nuestro intestino.

Se denomina “viroma” al genoma colectivo de los virus presentes en un ecosistema, es decir, todos los genes con características de virus que pueden identificarse mediante análisis metagenómico de un ecosistema. El término virus se utiliza tanto para referirse a los virus de las células eucariotas como a los virus de las células procariotas (bacteriófagos o simplemente fagos). Se trata, por tanto, de los genes de los virus y de los bacteriófagos que habitan en un ecosistema, ya sea en forma de microorganismos libres o en forma de inclusiones intracelulares en el citoplasma o integrados en cromosomas. Viroma es una traducción directa del vocablo acuñado en inglés, virome, pero no debe confundirse con “birome”, denominación usual para referirse al bolígrafo en Argentina y otros países del Cono Sur americano.

El proyecto MetaHIT analizó muestras de ciudadanos daneses y españoles para confeccionar el primer catálogo de genes no humanos que residen en el intestino1. Se identificaron un total de 3 millones de genes no humanos en las muestras fecales, y se estimó que al menos el 1% del total de los genes pertenecían a virus o fagos. Se trataba de una estimación a la baja, ya que el catálogo incluía un alto porcentaje (23%) de genes no identificables y, por tanto, algunos de ellos podrían pertenecer a virus. El microbioma intestinal de cada persona tiene un promedio de 600.000 genes no humanos, y de ellos alrededor de 6.000 genes son de tipo viral, pero con gran variabilidad, de modo que en algunos individuos se detectaban hasta 30.000 genes virales. El catálogo de MetaHIT se ha ampliado recientemente con muestras de ciudadanos americanos y chinos, de modo que ahora incluye 10 millones de genes2. Se confirma que entre el 1 y el 2% de los genes son virales, y además se ha observado que los genes virales son poco comunes entre los distintos individuos, o dicho de otro modo, cada persona tiene virus o fagos diferentes, con gran variabilidad interpersonal. Los genes virales identificados en MetaHIT pertenecen en su gran mayoría a bacteriófagos intracelulares, ya que en el análisis de coordenadas principales se agrupan con determinadas especies bacterianas, y hay muy pocos genes de virus de células eucariotas.

Otros investigadores han utilizado un procedimiento distinto, basado en aislar selectivamente las partículas virales mediante ultrafiltración de muestras fecales diluidas3. Al separar los corpúsculos virales de las bacterias y células eucariotas (levaduras, protozoos), se analiza exclusivamente el genoma de los virus que viven en forma libre dentro del ecosistema, sin los genes virales integrados en otras células. Este método permite reconocer el origen viral de todos los genes que se detectan en la muestra ultrafiltrada. Una vez reconocidos como genes virales, se puede además determinar su abundancia entre todos los genes secuenciados en las mismas muestras no filtradas. La estrategia ha sido muy útil para reconocer que la abundancia de genes virales oscila en distintos individuos entre el 4 y el 17% del total de genes del microbioma intestinal humano. Podríamos decir que somos portadores de entre 24 mil y 100 mil genes virales en nuestro intestino, con muy poca similitud interpersonal, y absoluto predominio de bacteriófagos.

¿Es relevante toda esta información? Hay fagos que pueden otorgar beneficios funcionales a las bacterias al integrarse en su cromosoma. Pero por otra parte, los fagos líticos son los principales depredadores de las comunidades bacterianas, y por tanto pueden modificar y controlar la composición del ecosistema. Frederic Bushman (Congreso IHMC, Luxemburgo, marzo 2015) estima matemáticamente que, como promedio, un 7,5% de la población bacteriana del intestino humano desaparece cada día por acción de fagos líticos, de modo que cada día hay variaciones y se alcanzan nuevos equilibrios entre especies sensibles y resistentes.Los antibióticos y los fagos afectan a las comunidades microbianas del intestino humano en la sociedad desarrollada, pero en cambio, el desarrollo sociosanitario ha tenido muy poco impacto sobre los depredadores virales.


Bibliografía

  1. Qin J, Li R, Raes J, Arumugam M et al. A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing. Nature. 2010; 464(7285): 59-65
  2. Li J, Jia H, Cai X et al. An integrated catalog of reference genes in the human gut microbiome. Nat Biotechnol. 2014; 32(8): 834-41
  3. Minot S, Sinha R, Chen J et al. The human gut virome: inter-individual variation and dynamic response to diet. Genome Res. 2011; 21: 1616–25
Fecha de última modificación del artículo: 26/08/2015
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