Un novedoso abordaje en el estudio de la microbiota permite detectar especies desconocidas hasta el momento

Novedoso abordaje en el estudio de la microbiota

El nuevo método ha permitido ampliar el catálogo de genes que conforman la microbiota intestinal humana de 3,3 a casi 10 millones de genes.

El proyecto MetaHIT comenzó su andadura en el seno de la Unión Europea con la titánica tarea de descifrar la composición de la microbiota intestinal de 700 individuos y establecer su relación con trastornos como la diabetes mellitus y la enfermedad inflamatoria intestinal. Hasta el momento, el proyecto ha aportado valiosa información: en el año 2010 se reportó la identificación de un total de 3,3 millones de genes, permitiendo establecer el primer catálogo de genes microbianos procedentes del intestino humano. Se calcula que cada persona alberga una media de 600.000 genes en el tracto gastrointestinal, de los que 300.000 genes son comunes al 50% de las personas. De los genes identificados, el 98% son bacterianos, y se describieron entre 1.000 y 1.150 especies bacterianas, con una media de 160 especies por persona.

Los métodos empleados para desvelar tal información consisten en la secuenciación del material genético recuperado de la muestra biológica, comparándolo a continuación con una gran cantidad de secuencias que se encuentran en bases de datos de acceso público, generando así la caracterización taxonómica de las muestras. Este método, no obstante, presenta sus limitaciones, puesto que en las bases de datos únicamente encontramos el 10% de las bacterias, aquellas cultivables, previamente conocidas.

Dos recientes publicaciones en Nature Biotechnology aportan un nuevo abordaje en la forma de estudio bioinformático de la microbiota, permitiendo clasificar una gran cantidad de genes “huérfanos”, es decir, aquellos a los que no se les puede asignar un orden taxonómico. El nuevo método consiste en la agrupación de genes en base a su coabundancia, es decir, se considera que aquellos genes que se repiten el mismo número de veces en el mismo individuo pertenecen al mismo grupo de entidades biológicas relacionadas, lo que ha venido a denominarse metagenomic species. En la publicación se describe la existencia de 7.381 de estas entidades en una cohorte de 396 muestras fecales humanas, de las cuales 741 son agrupaciones de más de 700 genes, sugiriendo que se trata de especies bacterianas, mientras que el resto son pequeñas, probablemente plásmidos, fagos o virus. Se aprovechó que cierto grupo de individuos había ingerido un probiótico, Bifidobacterium animalis subsp. lactis CNCM I-2494, para valorar la capacidad del método en identificar especies particulares. Pues bien, el 95% de las secuencias de genes correspondientes a B. animalis se asignaron a la misma metagenomic species. Este método ha permitido además ampliar el catálogo de genes que conforman la microbiota intestinal humana de 3,3 a casi 10 millones de genes, específicos muchos de ellos de la población de origen.

Otro interesante hallazgo, y quizá el que más relevancia clínica aporte, es el hecho de que el grupo de pacientes con enfermedad inflamatoria intestinal en forma de enfermedad de Crohn presentaban un reducido grupo de metagenomic species, refrendando la pobreza microbiológica de la microbiota intestinal de esta cohorte de pacientes.

Esta publicación nos acerca un poco más al conocimiento exacto de la composición de la microbiota que nos habita, a establecer su relación con diferentes enfermedades y, por ende, a la posibilidad de abordarlas desde un punto de vista terapéutico.

Bibliografía

  • Li J, Jia H, Cai X, Zhong H, Feng Q, Sunagawa S et al. An integrated catalog of reference genes in the human gut microbiome. Nature biotechnology. 2014 Jul 6. PubMed PMID: 24997786.
  • Nielsen HB, Almeida M, Juncker AS, Rasmussen S, Li J, Sunagawa S et al. Identification and assembly of genomes and genetic elements in complex metagenomic samples without using reference genomes. Nature biotechnology. 2014 Jul 6. PubMed PMID: 24997787.
Fecha de última modificación del artículo: 26/08/2015
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