De momento no se ha ensayado, pero ya se está consensuando cómo seleccionar donantes

Cada vez hay más evidencias del papel que juega nuestra
microbiota en la salud.  El éxito del
trasplante fecal para el tratamiento de la infección por Clostridium difficile (*), ha suscitado el uso potencial de otros
tipos de trasplantes como terapia contra una gran variedad de enfermedades
relacionadas con una alteración de la microbiota. Una de las últimas propuestas
es el trasplante de microbiota vaginal.

La composición de la microbiota vaginal tiene un gran
impacto en la salud sexual y reproductiva. La microbiota vaginal “óptima” es
mucho más simple que la microbiota de otras partes del cuerpo: está dominada principalmente
por algunas especies de un único genero, Lactobacillus. En este caso, a
diferencia de en otras partes del cuerpo, un aumento de la diversidad microbiana,
con la disminución de lactobacilos, se considera una vaginosis bacteriana, que está asociada a un aumento del riesgo de padecer
enfermedades de transmisión sexual, infecciones urinarias y de tener partos
prematuros.

(Imagen)

Los estudio sobre la microbiota vaginal son escasos, y en el momento actual no sabemos si el
trasplante de microbiota vaginal podría servir para restaurar la microbiota
original, en los casos de vaginosis bacteriana. De hecho hasta donde yo se,
el trasplante de microbiota vaginal todavía no se ha realizado en ningún
hospital.

Uno de los grandes problemas de esta técnica podría ser que
con la buena intención de reponer la microbiota vaginal, al mismo tiempo, se
transmitan patógenos que causen otras enfermedades. Por eso, antes de ensayar
este tipo de estrategias en un entorno clínico es necesario consensuar
protocolos y determinar qué criterios
hay que seguir para seleccionar aquellos donantes de microbiota vaginal que
supongan un riesgo mínimo de transmitir patógenos. 

Este ha sido el objetivo de un artículo publicado
recientemente en la revista Frontiers in
Cellular and Infection Microbiology. En este trabajo han seleccionado un
grupo de 20 mujeres sanas con edades entre 23 y 35 años, sin síntomas vaginales
aparentes.  A todas ellas les hicieron un
exhaustivo cuestionario sobre su
historia y comportamiento sexual, infecciones de transmisión sexual que había
padecido con anterioridad, síntomas vaginales y tipos de productos vaginales y
anticonceptivos empleados. Además estudiaron su historial médico e incluso sus viajes
al extranjero (por posibles exposiciones accidentales al Zika o al Ébola,
por ejemplo). Se les realizaron todo tipo de análisis microbiológicos, moleculares y serológicas para detectar
la presencia o el contacto con la mayoría de los patógenos de transmisión
sexual: herpes, hepatitis A, B y C, Toxoplasma
gondii, virus Epstein-Barr, rubeola, Chlamydia
trachomatis, Neisseria gonorrhoeae,
Trichomonas vaginalis, Mycoplasma genitalium, virus del
papiloma humano, VIH (tipo 1 y 2), citomegalovirus, Treponema pallidum, entre otros. Además, les tomaron muestras para caracterizar la microbiota vaginal y
las propiedades fisicoquímicas de la secreciones vaginales de todas ellas.

Respecto a la microbiota normal presente en las muestras, en
la inmensa mayoría (19 de 20) la
microbiota vaginal estaba constituida casi exclusivamente por Lactobacillus: L. crispatus, L. iners o
una mezcla de ambos, y algunos otros. Además las propiedades fisicoquímicas de
los fluidos vaginales se correlacionaron con la presencia de estos Lactobacillus: se sabe que el ácido
láctico que producen estas bacterias mantienen un pH bajo (ácido) en la vagina,
lo que tiene un poder protector frente a infecciones por otros microorganismos.
Comprobaron que las muestras en las que dominaba el Lactobacillus crispatus, había una mayor concertación de ácido
láctico y un menor pH, lo cual podría ser beneficioso.

Abundancia relativa de bacterias en las 20 muestras
analizadas mediante secuenciación del 16S rDNA (Fuente).

Con todos los datos, los autores marcaron una serie de criterios de selección muy
restrictivos. De las 20 participantes solo fueron seleccionadas 7 (un 35%) como posibles donantes de
microbiota vaginal en un futuro ensayo de trasplante. Sin embargo, los mismos
autores anticipan que probablemente el % de seleccionadas debería ser menor, ya
que en este caso se partió de 20 mujeres preseleccionadas.

Entre los criterios para excluir a una potencial donante
estaban la presencia de patógenos o de infecciones previas (algunas mujeres
fueron excluidas porque se detectaron infecciones asintomáticas, es decir
presencia del patógeno pero sin síntomas aparentes, y por tanto ni ellas sabían
que eran portadoras del patógeno),  y la
presencia de otras bacterias que no se consideran microbiota vaginal “normal”.
Los mismos autores son conscientes de las
limitaciones de este trabajo: un estudio piloto, con un grupo homogéneo de unos
pocos participantes. En estudios posteriores se deberían incluir un mayor
número y diversidad de mujeres, de distintas razas y orígenes geográficos,
tomar muestra durante un periodo de tiempo mayor o, incluso, analizar la
presencia de semen en las muestras.

A pesar de estas limitaciones, el trabajo es una primera
propuesta de un diseño racional para seleccionar posibles donantes para
realizar un ensayo clínico de trasplante vaginal. Quizá en el futuro veamos bancos de microbiota vaginal, de la
misma manera de los ya existentes bancos de heces para el trasplante
fecal. 

De todas formas, recordemos que hasta el momento actual no
hay ninguna publicación científica sobre este tipo de ensayos. Lo que sí se ha
estudiado es el uso de probióticos
(un cultivo bacteriano concreto) para repoblar la población de Lactobacillus, pero sin mucho éxito de
momento (depende mucho de la cepa concreta de bacteria que se emplea, hay
problemas de colonización, etc, …). Si alguna vez se hace un trasplante de
microbiota vaginal deberá realizarse en un entorno clínico, porque no deja de
ser una práctica de riesgo.

(*)
Para más información ver Manipular la microbiota (II): el trasplante fecal

También te puede interesar Manipular la microbiota (I): probióticos si, probióticos no.

Referencia: Conceptual Design of a Universal Donor Screening Approach for Vaginal Microbiota Transplant. DeLong, K., y col. Front Cell
Infect Microbiol. 2019. 9:306. doi: 10.3389/fcimb.2019.00306.

Seguro que habrás visto algún capítulo de la serie CSI en el
que Grissom coge con sumo cuidado un pelo en la escena del crimen. Si el pelo
en cuestión mantiene la raíz es relativamente fácil extraer el DNA y hacer un
análisis del perfil genómico, que si coincide con el sospechoso, permite
demostrar que el susodicho estuvo en la escena del crimen. Aunque el pelo es
una de las muestras más empleadas en la investigación forense, a veces no
permite un análisis tan preciso. Si el pelo es cortado o carece de raíz, la
cantidad de DNA que se extrae es mucho menor y el análisis mucho más difícil.

El conjunto de microbios que viven en tu cuerpo se llama microbiota y todos los genomas de esos
microbios es el microbioma. El
estudio del microbioma humano ha demostrado que la composición de bacterias no solo es diferente en cada parte del
cuerpo sino que también es distinta entre individuos, lo que podría ser
interesante desde el punto de vista de la investigación forense.

Ahora por primera vez, a un grupo de australianos (1) se les
ha ocurrido analizar la composición microbiana del pelo humano, para ver si
podría tener interés forense. La
pregunta que querían responder era si la composición bacterias del pelo es
diferente según las personas y si esto podría ser empleado como herramienta
forense adicional al análisis clásico del DNA.

Para ello, han empleado muestras de pelo de siete individuos
sanos, tres hombres y cuatro mujeres de entres 23 y 53 años de edad. Además,
dos de ellos eran pareja. Los voluntarios cogieron muestras de su propio pelo
de la cabeza y del pubis, en tres tiempos diferentes, al comienzo del estudio y
dos y cinco meses después. Se extrajo el DNA de las muestras, en concreto de
tres pelos, se concentró el DNA, se amplificó mediante PCR y se realizó una
secuenciación masiva. Los datos se analizaron bioinformáticamente para
determinar la composición de bacterias en la muestra.

Los resultados demostraron que los datos obtenidos de las muestras de pelo del pubis tenían un
mayor potencial para aplicaciones forense que los del pelo de la cabeza. El
microbioma del pelo de la cabeza era muy similar en todos los individuos y no
parece tener una aplicación forense clara.

La composición microbiana del pelo del pubis fue muy similar
en cada persona a lo largo del estudio, lo que sugiere que es bastante estable.
Además, el microbioma del pelo del pubis, a diferencia del pelo de la cabeza,
parece estar menos influenciado por factores ambientales.

Sí que hubo diferencias entre sexos en la composición microbiana
del pelo del pubis: el pelo de las
mujeres tenía una mayor cantidad de bacterias del grupo Lactobacillus, prácticamente ausentes en el pelo de los hombres.
Este dato, por ejemplo, permitía diferenciar claramente el origen del pelo
según el sexo del indivuduo. La presencia de Lactobacillus se puede explicar porque este grupo bacteriano es
característico y uno de los más frecuente en la vagina. Además, comparado con el
pelo del pubis de los hombres, el de las mujeres tenía mayor diversidad
microbiana.

Los datos obtenidos de las dos personas (un hombre y una
mujer) que eran pareja fueron muy interesantes. El microbioma del pelo del
pubis fue muy diferente entre ellos en las dos primeras muestras (tomadas al
inicio y a los dos meses). Sin embargo, la composición fue muy similar en la
última muestra, tomada en el quinto mes. 
Resulta que, a diferencia de en las dos primeras muestras, esta pareja
había mantenido relaciones íntimas antes de la toma de la última muestra de
pelo. Según los investigadores, este resultado sugiere que durante el acto sexual puede haber también cierta mezcla de la
microbiota, que explicaría, por ejemplo, la aparición de Lactobacillus en la última muestra del
pelo del hombre. Las muestras de la
pareja compartían más microbios que las de los individuos que no eran pareja.

Durante el acto sexual también puede haber transferencia de bacterias
ente las dos personas

La comparación de todos lo datos sugiera también que todos los individuos tenían algunos grupos
microbianos propios y únicos en la muestra de pelo del pubis, lo que podría
llegar a tener valor en la investigación forense. Dicho de otra forma, se
podría diferenciar el pelo de cada individuo por el perfil de bacterias
presentes en el mismo.

Este estudio se ha realizado solo con siete individuos, y solo
dos de ellos eran pareja. Como sugieren los mismos autores, son necesarios más análisis
con un mayor número de muestras. Sin embargo, los datos sugieren que el análisis del microbioma del pelo del
pubis puede ser tener interés como herramienta forense, especialmente en aquellos
casos de un acto de violencia sexual. Este análisis podría ayudar a asociar
a la víctima con el asaltante.

Habrá que estar atentos a la próxima temporada de CSI:
seguro que incorporan esta nueva técnica entre sus análisis.

(1) Metagenomic analyses of bacteria on human hairs: aqualitative assessment for applications in forensic science. Tridico, S. R., y
col. Investig Genet. 2014. 5 (1): 16. doi: 10.1186/s13323-014-0016-5.

El 92% de nuestro
tiempo lo pasamos en el interior de los edificios: los microbios a los que
estamos expuestos proceden en su inmensa mayoría de ambientes interiores.

Por mucho que te empeñes en limpiar, barrer y pasar el
aspirador siempre hay polvo en una casa. Pero además, si tienes perro en casa
la composición del polvo es diferente. Se ha demostrado que convivir con perros
en casa cuando eres pequeño reduce el riesgo de desarrollar enfermedades
alérgicas y esto está relacionado con el tipo de polvo que hay en casa y en
concreto con la exposición a los microbios del polvo.

A pesar de la complejidad del microbioma gastrointestinal
(el conjunto de microbios de tu intestino), se sabe que la presencia o ausencia de determinadas bacterias en el intestino puede
afectar a las defensas, al sistema inmune. Por ejemplo, un aumento
significativo de bacterias como Escherichia
coli o Clostridium difficile en
heces de bebés de solo tres semanas de edad está asociado con un mayor riesgo
de desarrollar enfermedades alérgicas en la niñez. La administración de
antibióticos en edades muy tempranas también se ha relacionado con una mayor
incidencia de asma en la niñez. Por el contrario, la exposición a mascotas,
particularmente a perros, se ha relacionado con un menor riesgo de desarrollar
determinadas enfermedades. Existe por tanto una relación entre la exposición a determinados ambientes microbianos, la
composición de la microbiota intestinal y la protección a algunas enfermedades
alérgicas o respiratorias.

Ahora un grupo de investigadores han demostrado que la
exposición al polvo de una casa con perro protege de algunas patologías
relacionadas con determinadas alergias. Para ello, han tomado muestras del
polvo de dos casas: una en la que vivía una familia con un perro y la otra sin
perro. Han extraído el DNA total de las muestras y lo han amplificado mediante
PCR para determinar las bacterias presentes. Lo primero que comprobaron es que
el polvo de la casa con perro tenía una composición mucho mas diversa de
microbios que el polvo de la casa sin perro: el número de grupos distintos de
bacterias era mucho mayor, la diversidad microbiana era mayor. Si tienes perro en casa, también tienes más
microbios (pero ojo!, esto quizá no sea malo, sigue leyendo).

Luego han estudiado cómo puede afectar al organismo la
exposición a dicho polvo. De momento todos los análisis los han hecho en
ratones. Han comprobado que la
exposición al polvo de casa con perro altera la respuesta inmune de los
animales, disminuyendo la respuesta de tipo Th2 y los niveles de IgE del
suero, y modulando el número y la actividad de los linfocitos T.

A continuación, mediante microarrays
han analizado la composición del microbioma intestinal de los ratoncitos
expuestos a los distintos tipos de polvo. La composición de los microbios
intestinales era diferente según el tipo de polvo al que habían sido expuestos:
los animales expuesto al polvo de casa
con perro tenían una microbiota intestinal enriquecida en bacterias de los
grupos Clostridium y Bacillus, pero sobre todo Lactobacillus, en concreto Lactobacillus johnsonii. Además, han
demostrado que la administración de esta bacteria concreta a los ratones les protege
contra alergias y contra la infección con el virus respiratorio sincitial. Esta
protección mediada por la bacteria Lactobacillusjohnsonii está asociada con una
reducción significativa de determinados tipos de linfocitos activados y de citoquinas.

«La exposición al
polvo de casa favorece el aumento de la bacteria Lactobacillus en el intestino y mejora las defensas contra los
alergógenos y las infecciones virales».

Nosotros estamos continuamente expuestos y en contacto con
los microbios. En las últimas décadas ha aumentado dramáticamente el tiempo que
pasamos en el interior de nuestra casa, en la oficina o dentro de un edificio.
Algunos calculan que el 92% de nuestro
tiempo lo pasamos en el interior de los edificios, por lo tanto los
microbios a los que estamos expuestos proceden en su inmensa mayoría de
ambientes interiores. Este trabajo demuestra que la exposición al polvo de una
casa con perro protege contra alergias y afecta significativamente a la
composición del microbioma intestinal. Además, identifica a Lactobacillusjohnsonii como la bacteria intestinal responsable de influir en el
sistema inmune de forma que se proteja frente a infecciones respiratorias. De
momento todo esto se ha demostrado en ratones. Demuestra que la exposición a
distintos ambientes afecta a la composición del microbiona intestinal, que está
asociada a la respuesta inmune e influye en la protección frente a alergias e
infecciones respiratorias. Y no cabe duda de que el perro sigue siendo el mejor
amigo del hombre y de que un poco de polvo en casa es bueno para la salud!

House dust exposure mediates gut microbiome Lactobacillus enrichment and airway
immune defense against allergens and virus infection. Fujimura KE, et al. Proc
Natl Acad Sci U S A. 2014. 111(2):805-10. doi:10.1073/pnas.1310750111.

La respuesta inflamatoria es beneficiosa para el huésped, tiene un
papel defensivo y se considera parte de nuestro sistema de inmunidad innata. Sin
embargo, una respuesta inflamatoria descontrolada y excesiva puede ser
perjudicial. Debe existir, por tanto, un balance o control de la respuesta
inflamatoria. Si no, puede ocurrir una inflamación crónica que puede promover
la aparición de algunos tipos de cáncer. Un alteración en la población de las bacterias
de nuestro intestino (la microbiota intestinal) puede afectar a la mucosa, en
particular puede causar una inflamación gastrointestinal, que si se cronifica
puede predisponer para el cáncer. La microbiota intestinal, por tanto, juega un
papel esencial en el control de este balance de la respuesta inflamatoria. 

Se ha publicado en PNAS un
trabajo en el que demuestran que un mutante de Lactobacillus acidophilus
 (un habitante del intestino humano) escapaz
de detener una inflamación anormal, reducir tumores pre cancerosos y revertir
el desarrollo de lesiones severas de cáncer en el intestino grueso de ratones.En el trabajo emplearon un modelo de ratones
transgénicos que desarrollan cáncer de colon.El tratamiento oral con este
mutante normaliza la respuesta inmune y causa una reducción del número de pólipos
en el colon de los ratones.

 Credit: SCIMAT/SCIENCE
PHOTO LIBRARY

Caption: colour
enhanced scanning electron micrograph (SEM) of Lactobacillus bulgaricus (2 colonies) in yogurt. Lactobacilli are
probiotic bacteria. They produce bacteriocins which protect humans from
pathogenic bacteria. Microscope mag. 7000x, image width W: 13.6

La bacteria mutante es un Lactobacillus
modificado genéticamente al que le habían delecionado o quitado un gen concreto,
el gen que codifica para la síntesis del ácido
lipoteicoico, un tipo de sustancia que se encuentran en la pared celular de
muchas bacterias Gram positivas. Los autores ya había demostrado anteriormente
que este mutante, cuando se administrada
oralmente, era capaz de proteger significativamente a los ratones contra la
colitis. La hipótesis propuesta es que los ácidos lipoteicoicos de la bacteria inducen
inflamación y que su ausencia atenúa la inflamación intestinal. 

En conclusión, el tratamiento oral con Lactobacillus mutantes tiene propiedades
antiinflamatorias y reduce el cáncer de colon en los ratones. Este trabajo
sugiere nuevas oportunidades para regular la inmunidad intestinal y proteger
contra los efectos patógenos de la inflamación y la susceptibilidad al cáncer
de colon: ¿qué otras moléculas de las bacterias pueden jugar un papel esencial
en el cáncer de colon al afectar al control de la inmunidad innata y a la
respuesta inflamatoria? Hay que seguir investigando!

Khazaie, K. et al. (2012). Abating colon cancer polyposis by Lactobacillus acidophilus deficient in lipoteichoic acid Proceedings of the National Academy of Sciences, 109 (26), 10462-10467 DOI: 10.1073/pnas.1207230109

Se sabe también que las bacterias que forman parte de la microbiota intestinal contribuyen a mantener un estado saludable de la persona, y cada vez hay una mayor evidencia de que estos microorganismos pueden modular de alguna manera nuestra respuesta al estrés.

Lactobacillus es un género de bacterias Gram positivas.

Normalmente son benignas y habitan en el cuerpo humano,

en el tracto gastrointestinal y en la vagina.

Ahora un grupo de investigadores han publicado en PNAS un sugestivo trabajo en el que demuestran que la ingesta de una de estas bacterias (Lactobacillus rhamnosus) regula el comportamiento emocional e induce alteraciones en la expresión del receptor de GABA en zonas de la corteza cerebral. La administración de esta cepa de Lactobacillus redujo el estrés producido por la corticosterona y el comportamiento asociados de ansiedad y depresión, lo que demuestra una vía de comunicación entre las bacterias del intestino y el cerebro. Estos resultados muestran la importancia que tiene Lactobacillus en la comunicación entre el intestino y el sistema nervioso central, y sugieren que ciertos microorganismos pueden ser útiles en la terapia contra desordenes relacionados con el estrés, como la ansiedad y la depresión. Además, los investigadores demostraron que esta comunicación dependía en concreto del nervio vago (uno de los nervios craneales que nace en el bulbo raquídeo e inerva entre otros el estómago, el páncreas, el hígado y otras vísceras). Lo que todavía se desconoce es el mecanismo molecular por el cuál estos efectos ocurren.

La conclusión es que bacterias no patógenas como Lactobacillus pueden modular el sistema de regulación GABA y tener algún efecto beneficioso en el tratamiento de la ansiedad y depresión. Sin embargo, no debemos olvidar que de momento este trabajo ha sido realizado solo en ratoncitos de laboratorio, todos ellos sanos y saludables, por lo que es temprano aventurar qué ocurrirá en humanos. Pero es una prueba más de lo saludable que puede llegar a ser un buen yogurt repleto de Lactobacillus!

Interesante podcast sobre microbiota y cerebro en El podcast del microbio

Ingestion of Lactobacillus strain regulates emotional behavior and central GABA receptor expression in a mouse via the vagus nerve. Bravo, J. A., et al. Proc Natl Acad Sci USA. 2011. 108 (38): 16050-5.

doi: 10.1073/pnas.1102999108