Todo está relacionado con la microbiota y todo influye en ella

Hace unas semanas publiqué una entrada en el blog sobre un
artículo que describía el efecto que tienen las comidas de Navidad con la
familia política en la composición de la microbiota intestinal. En este trabajo
concluían que, aunque son necesarios más estudios aleatorios antes de reconocer
a los cuñados como un potencial
factor de riesgo para la salud mental (je, je), los participantes que habían visitado a sus
cuñados tenían cambios significativos en la diversidad de su microbiota fecal.
En concreto, el contacto con los
cuñados provocaba una disminución significativa en las especies de Ruminococcus,
género bacteriano que se sabe que está asociado al estrés psicológico y a la
depresión.

Descubren cómo los cuñados pueden afectar a tu salud mental.

El artículo en cuestión se había publicado en una revista
“seria”, el Human Microbiome Journal, y
es digno merecedor de los próximos premios Ig Nobel. Medio en serio medio en
broma, es una crítica velada a muchos de los trabajos sobre microbiota.

Soy un entusiasta de la microbiota (prueba de ello es uno de
mis últimos libros “Microbiota: los microbios de tu organismo”). El estudio de
los microorganismos que forman un complejo ecosistema con nuestro organismo es uno de los temas más fascinantes de la
microbiología y de la medicina actual. Estoy convencido que en un futuro próximo el análisis del microbioma humano se incorporará a los protocolos de
medicina personalizada de precisión. Una medicina a la carta que propondrá
un tratamiento personalizado teniendo en cuenta los millones de datos no solo
del genoma, del metabolismo y del sistema inmune del paciente, sino también del
microbioma. Se estudiará la composición de la microbiota y su función, se
identificarán los microorganismos oportunistas potencialmente patógenos, sus posibles
deficiencias y cómo los microbios pueden afectar al tratamiento. Con todos esos
datos, se podrá estudiar la susceptibilidad genética a padecer una enfermedad, se
podrá predecir la respuesta a un tratamiento y posibles reacciones adversas,
incluso recomendar un cóctel de microbios concreto, una nutrición o probióticos
personalizados o un autotransplante de microbiota intestinal, por ejemplo.

Pero para ello,
necesitamos conocer mejor la composición
e interacciones de nuestra microbiota, descubrir los mecanismo bioquímicos y moleculares que relacionan la microbiota
con la enfermedad, y desarrollar tratamientos
personalizados de modulación o modificación de la microbiota. El objetivo en
el futuro es desarrollar medidas preventivas, diagnosticas y terapéuticas personalizadas
basadas en nuestra microbiota.

En los últimos diez años el crecimiento de las publicaciones
relacionadas con este tema se han multiplicado exponencialmente: si en el año
2006 no llegaban a cien, hoy son varios miles de artículos cada año. Por
supuesto, esto no quiere decir que todas esas publicaciones sean de calidad,
pero es una demostración de que el estudio de la microbiota es un tema
candente, de rabiosa actualidad y de gran interés para la comunidad científica.
Da la impresión de que todo está
relacionado con la microbiota: nutrición, metabolismo, obesidad, diabetes,
reacciones alérgicas, enfermedades autoinmunes, inflamación, enfermedades
cutáneas, estrés, depresión, Parkinson, Alzheimer, autismo, cáncer, … Y de que todo influye en nuestra microbiota:
edad, dieta, sexo, genética, estado de salud, geografía, clima, ejercicio,
compañía, medicamentos, hábitos, …

Entender cómo el complejo mundo microbiano que nos habita
influye en muchas enfermedades nos puede ayudar a la prevención, diagnóstico,
tratamiento en incluso curación de muchas de ellas. Pero este entusiasmo de la
comunidad científica va acompañado de un cierto sensacionalismo en los medios. Los estudios sobre la microbiota
han sido protagonistas de la portada de numerosas publicaciones –incluso revistas
“del corazón”- programas de radio y de televisión. Dejarnos llevar por la frivolidad es muy peligroso, porque
puede dar la falsa idea de que con el trasplante fecal, por ejemplo, podemos ya
curar un sinfín de enfermedades y dolencias. Además, el exceso de entusiasmo y
la exageración de los resultados es abonar el campo para que los charlatanes,
homeópatas, curanderos y pseudocientíficos proliferen y hagan su negocio. Por
eso es bueno un poco de sana autocrítica
que nos ayude a interpretar las investigaciones sobre nuestros colonos
microscópicos.

Empresas que analizan
tu microbiota

Hace unos meses me consultó vía correo electrónico una madre
con el caso de su hijo, un niño de 3 años y medio, con problemas de salud desde
que nació. Desesperados sin saber qué más hacer para curar a su hijo,
encargaron un análisis de microbiota a una empresa de
Málaga que se dedica a ello. Tuvieron que enviar dos muestras de heces del
niño. El análisis costaba 600 euros. Al cabo de un tiempo recibieron un
detallado informe de 10 folios con el “Estudio metagenómico clínico de
microbiota intestinal”. En el informe se concluía, entre otros datos, que el
paciente sufría una clara disbiosis
intestinal, con un número elevado de especies bacterianas, alta proporción
de Bacteroidetes y baja de Firmicutes, y un bajo porcentaje de microbiota
productora de butirato, inmunomoduladora y proteolítica.

Muy bien, ¿y ahora qué? ¿es suficiente un par de muestras de
una persona en un momento concreto para definir la microbiota? ¿frente a qué
valores de referencia se compara? ¿cuáles son los valores “normales” de
microbiota de un niño de 3 años y medio? ¿son estables en el tiempo esos datos
de microbiota intestinal? ¿cómo corregimos esa disbiosis intestinal? ¿con
probióticos, cuyo prospecto dice “producto que no tienen intención de
diagnosticar, tratar, curar o prevenir ninguna enfermedad? ¿qué solución le
damos?

Problemas concretos
en los estudios sobre microbiota

Muchos de los estudios científicos en los que describen los
microbios que están en nuestro cuerpo se basan en los datos que se obtienen de
secuenciar todo el ADN presente en la muestra. La identificación de una especie
microbiana concreta se hace por comparación de secuencias con las bases de
datos. De forma arbitraria se suele asignar a una misma especie si las secuencias
se parecen en un 97 %. Pero esta asignación es meramente arbitraria. De hecho, el
mismo concepto de «especie bacteriana» es un tema discutido entre los
microbiólogos: dentro de una misma
especie pueden existir cepas distintas con grandes diferencias genéticas y
metabólicas. Estas diferencias son incluyo mucho mayores en el caso de los
virus. Por eso, al analizar la diversidad en una comunidad microbiana tan
compleja como nuestro propio cuerpo se suele emplear el término de unidad
taxonómica operacional —OTU, del inglés operational
taxonomic unit—. Aunque esto permite analizar una comunidad compuesta por
microorganismos incluso no cultivables, dificulta la comparación de estudios
distintos.

Los genomas están plagados de genes o proteínas hipotéticas
para las que no hay datos, no hay anotaciones en las bases de datos y no se
sabe su función. En algunos genomas microbianos, hasta el 30 % de sus genes son hipotéticos, no sabemos nada de
ellos: es como la materia oscura del mundo microbiano. Nos podemos estar perdiendo casi un tercio de la película completa,
por eso la interpretación de los resultados a veces es muy complicada. Sobre
todo en los análisis funcionales del microbioma, en los que estudiamos los
genes y sus productos para inducir la función concreta de esa comunidad
microbiana. La inmensa diversidad y el potencial bioquímico de la microbiota
todavía espera ser descubierto.

Los análisis bioinformáticos y computacionales, que
requieren desarrollar complejos modelos
matemáticos y estadísticos y nuevos algoritmos para integrar e interpretar
la multitud de datos que se generan, siguen siendo un cuello de botella en este
tipo de estudios.

Otro problema importante es el de la contaminación
ambiental. Se ha demostrado que incluso los reactivos y los kits comerciales
que se emplean en técnicas de biología molecular pueden estar contaminados con
ADN microbiano, muy difícil de evitar, lo que algunos han denominado con cierto
cachondeo el «kitome», el conjunto
de ADN microbiano contaminante de los reactivos de un kit comercial. Esto puede
generar resultados erróneos cuando trabajamos con muestras en las que la
cantidad de ADN sea muy pequeña, por ejemplo. En las publicaciones científicas
habría que exigir la explicación de qué controles se han realizado para
asegurar que los resultados obtenidos no están influidos por la presencia de
ese ADN contaminante.

¿Hay bacterias en la placenta humana?, ¿existe una microbiota fetal?

La microbiota es el conjunto de microorganismos, no solo
bacterias, también de las arqueas, los hongos, las levaduras, los virus e
incluso los protistas. Y de eso todavía sabemos muy poco, y menos sobre las interacciones entre ellos. Nuestros
microbios y nuestro cuerpo forman un ecosistema supercomplejo y de muchos de
sus componentes sencillamente no tenemos datos todavía.

Otra crítica que podemos hacer a estos estudios es la falta
de un control perfecto, lo que se suele llamar el «gold standard». Es decir, todavía no hay un consenso sobre cuál es
la microbiota control ideal y su función en una persona sana normal con la que
podamos comparar los resultados de los casos patológicos: ¿cuál es la microbiota “normal” de un niño de 3 años y medio?  Cuando diseñas un experimento sobre el
microbioma humano debes tener en cuenta que en el control sano no solo influye
si se han tomado antibióticos o no en los últimos meses, la dieta, la edad o el
sexo, sino también la familia, e incluso las mascotas con las que conviva esa
persona.

Tampoco existen todavía protocolos
unificados que faciliten la comparación de resultados de distintos grupos
de investigación: desde cómo se toman las muestras y cómo se almacenan hasta
qué programa bioinformático se emplea para analizar los resultados. Algunos
trabajos publicados son criticables por falta
de controles o porque el tamaño de
la muestra es pequeño y por tanto son cuestionables desde el punto de vista
estadístico.

A nuestras bacterias les influyen una multitud de factores:
el estrés que sufrimos, nuestro sexo, nuestra genética, nuestra edad, con quién
vivimos, lo que comemos, el ambiente en el que nos movemos. El número de
variables es enorme. Pequeñas diferencias influyen mucho. Por eso, interpretar
los cambios en la microbiota es complejo: ¿son una consecuencia de la
enfermedad o un resultado del estado patológico?, ¿una causa o un efecto? La eterna duda: correlación no es
causalidad, que haya cambios en la microbiota que se correlacionen con una
determina enfermedad no significa que sean su causa. Por eso, es imprescindible
diseñar bien los experimentos, consensuar protocolos de trabajo comunes para
poder comparar los resultados de distintos grupos de investigación y, sobre
todo, repetir y repetir los experimentos.

A pesar de todo esto, sigo manteniendo que el estudio de la
microbiota humana y su relación con la salud son un cambio de paradigma de la
medicina personalizada.

Se calcula que cerca de 3,9 millones de adultos en EE.UU. consumen suplementos con probióticos (o prebióticos)

Los probióticos se definen como “microorganismos vivos que, cuando se administran a una concentración adecuada, confieren algún beneficio saludable al hospedador”. Desde hace muchos años se han empleado distintas cepas de Lactobacillus, Bifidobacterium y Saccharomyces, y más recientemente otras como Roseburia, Akkermansia, Propionibacterium o Faecalibacterium. En la última década, la investigación sobre el microbioma intestinal ha experimentado un incremento exponencial y la cantidad de información que hemos acumulado es extraordinaria. Hoy sabemos que en realidad somos un complejo ecosistema lleno de cientos de millones de interacciones entre nuestras propias células humanas y nuestros microbios, y que de ese equilibrio depende nuestra salud.

El estudio del microbioma humano ha ido acompañado con un interés creciente por los probióticos como una forma de manipular o modular nuestra microbiota. Por eso, cada vez hay más revisiones que intentar aclarar si los probióticos son realmente útiles, si pueden modificar nuestra microbiota, si tienen alguna eficacia o incluso algún efecto secundario. 

La confusa eficacia clínica de los probióticos

Mucho de nuestro conocimiento sobre los probióticos está basado en estudios in vitro, en cultivos celulares y en animales, o ex vivo en modelos humanos. Existen multitud de ensayos que aseguran que los probióticos tienen un efecto preventivo e incluso terapéutico (curativo) de algunos problemas de salud: desde la diarrea aguda asociada al consumo de antibióticos o a infecciones poro a s ﷽﷽﷽﷽a asociada alpor Clostridium difficile,  su beneficioea una cocentracio ao  Clostridium difficile, el síndrome del colon irritable, sepsis y enterocolitis neonatal, infección por Helicobacter pylori, infecciones respiratorias, dermatitis atópica o riesgo cardiovascular (1).

¿Cómo funcionan los probióticos?

Muchos estudios han sugerido que los probióticos modulan la respuesta inmune al afectar la expresión de genes relaciones con la inmunidad y la inflamación. También se ha sugerido que los probióticos pueden modular la  microbiota original o normalizarla cuando esté perturbada, inhibir y bloquear la colonización de otras bacterias patógenas, estabilizar la barrera epitelial, promover la secreción de moco o elevar los niveles de algunos compuestos como el butirato. Incluso, se les ha conferido cierto efecto antidepresivo y contra la ansiedad (1).

Lamentablemente, para la mayoría de estos casos existen al mismo tiempo trabajos similares con resultados negativos e incluso opuestos. A esta confusión contribuye que muchos efectos no se han comprobado en humanos o solo se ha hecho con alguna cepa concreta de probiótico. Existe además una enorme variabilidad de cepas distintas de bacterias y levaduras que se emplean en los distintos trabajos, no existe un consenso en las formulaciones ni en los protocolos metodológicos y de análisis de los resultados, y hay una alta heterogeneidad en términos de dieta, edad, sexo, genética y microbiota indígena de los individuos analizados. En muchos casos faltan evidencias y son necesarios más estudios clínicos para comprobar si esos cambios que se asocian a los probióticos son realmente beneficiosos o no (1). Además, algunos efectos que se observan en modelos animales no necesariamente son trasladables a humanos, como, por ejemplo, el efecto de los probióticos sobre la ansiedad (2).

De hecho, hasta el momento actual no se ha aprobado ninguna alegación saludable (health claim)
para ningún probiótico susceptible de ser añadido a alimentos funcionales o complementos alimenticios. Esta discrepancia crea confusión y surge la duda de si los probióticos funcionan o no. La respuesta es clara: depende.

El problema de la colonización

Uno de los problemas todavía sin resolver con los probióticos es la capacidad de los microorganismos que lo componen de establecerse de manera estable en la mucosa intestinal y de si esa colonización del intestino es necesaria para tener un impacto beneficioso en el hospedador.

Sorprendentemente no ha sido muy estudiado si los probióticos que consumimos realmente colonizan la mucosa intestinal.  En la mayoría de los trabajos se suele analizar la cantidad de probióticos que aparecen en las heces, pero no se suele examinar si realmente han colonizado el intestino o simplemente han pasado de largo. En un reciente estudio (3), 19 voluntarios sanos recibieron un suplemento probiótico compuesto de 11 cepas o un placebo durante cuatro semanas. El suplemento contenía los cuatro géneros bacterianos más frecuentemente empleados en la mayoría de los probióticos comerciales. Para comprobar la colonización de las cepas, se tomaron muestras no solo de heces, como se suele hacer en este tipo de ensayos, sino también se hicieron colonoscopias para obtener biopsias del tejido intestinal. De ambos tipos de muestras se analizaron el contenido y la función del microbioma. Los resultados demostraron que los participantes que tomaron probióticos se pudieron clasificar en dos tipos: los permisivos, que tenían un aumento significativo de cepas de probióticos en su intestino; y los resistentes, cuyos intestinos no había sido colonizados por los probióticos. Demostraron además que la microbiota intestinal preexistente era lo que determinada si uno era permisivo o resistentes. Curiosamente este efecto no se veía si solo se analizaban las muestras fecales, es decir, solo se demostró con las colonoscopias.

Dicho de otro modo, el que los probióticos colonicen tu intestino o salgan como han entrado (bueno, exactamente no por el mismo sitio) depende de tus microbios intestinales, de tu microbiota. Existe por tanto una variabilidad individual, y algunas personas se pueden beneficiar de los probióticos, mientras que en otras pasan de largo y no tienen ningún efecto. Esto en el fondo no es sorprendente, gente distinta responde de manera distinta al mismo medicamento, alimento o patógeno.

Otra pregunta que nos podemos hacer es, en las personas que hemos catalogado como permisivas, ¿cuánto tiempo permanecen los probióticos colonizando la mucosa intestinal, una vez que hemos dejado de tomarlos? Se han hecho varios estudios, sobre todo con distintas cepas de los géneros Bifidobacterium y Lactobacillus,  y la respuesta tampoco está muy clara. En algunos casos, el probiótico desaparece al cesar de tomarlo, en otros puede durante entre una y dos semanas, o incluso más, después de dejar de tomarlo. En general, los resultados sugieren que el tiempo que los probióticos permanecen en nuestro interior depende mucho del tipo de cepa y de cada persona.

Por tanto, esa idea general de que tomar una píldora con bacterias o levaduras “buenas” puede desplazar a las bacterias “malas” y mejorar mi salud probablemente sea errónea: el que una persona que ya está sana tome probióticos para mejorar su salud general puede que no sirva para nada y sea una forma de tirar el dinero. Nadie nos asegura que ese probiótico concreto colonice nuestro intestino.

Probióticos y antibióticos

Otra de las dudas sobre los probióticos es si son efectivos para reponer la microbiota intestinal después de un tratamiento con antibióticos.  Sobre esto también hay resultados contradictorios. En un ensayo reciente (4), los investigadores dieron una terapia con antibióticos de amplio espectro a 31 voluntarios sanos (ciprofloxacina y metronidazol durante una semana). Después un grupo recibió el suplemento con probióticos (el mismo que en la referencia anterior) dos veces al día durante cuatro semana, otro fue sometido a un auto-trasplante de microbiota intestinal (el famoso trasplante fecal) obtenido antes del tratamiento con antibióticos, y un tercer grupo control no recibió nada. Esta vez, ninguno de los voluntarios que recibieron los probióticos fueron resistentes a la colonización. Los antibióticos habían acabado con muchos de los microorganismos de la microbiota original, lo que facilitó a las cepas exógenas de los probióticos colonizar y desarrollarse en el intestino. Pero esto tuvo un precio: las bacterias autóctonas de la microbiota original tardaron más tiempo en volver a su situación original en el grupo de personas que tomaron probióticos que en el grupo control en el que no se intervino. Esto sugiere que quizá el tomar probióticos retrase el volver a la microbiota nativa y que los probióticos no deberían usarse de forma indiscriminada.

A pesar de este resultado (hay que tener en cuenta que es solo un ensayo y que habría que confirmarlo), los efectos que causan los tratamiento con antibióticos en la microbiota nativa están asociados a muchos problemas de salud, desde infecciones, obesidad y alergias, hasta inflamaciones crónicas. El ensayo además se realizó con voluntarios sanos, no sabemos por tanto si los probióticos también retrasarían el retorno a la microbiota nativa en personas que habían tomado antibióticos por estar enfermas.

El futuro de los probióticos

Otro resultado interesante del ensayo anterior (4) fue que los voluntarios que habían recibido sus propios microbios con el autotransplante de microbiota intestinal, en vez de probióticos, volvieron rápidamente a la situación normal después del tratamiento con antibióticos. Esto demuestra el poder de personalizar las intervenciones de la microbiota: quizá en el futuro se diseñe un cóctel de bacterias y levaduras probióticos personalizadas, cuya composición dependa de la microbiota nativa de cada uno. En definitiva, un traje a medida para cada paciente.

Modificar nuestra microbiota es mucho más complejo de lo que creímos. El futuro de los probióticos es apasionante, pero todavía hace falta mucha más investigación. No todas las formulaciones o combinación de cepas probióticas han sido clínicamente validadas. Se pueden ensayar nuevas cepas recombinantes y nuevas especies de bacterias y levaduras, o combinarlo con nuevos prebióticos (sustancias empleadas selectivamente por los microorganismos y confieren un beneficio saludable). Sin olvidar su uso también en otros “ecosistemas” como el tracto urogenital, la cavidad oral-nasal, o la piel.

Los análisis basados únicamente en la secuenciación del 16S rDNA  difícilmente distinguen entre las cepas de los probióticos y cepas endógenas similares

Es necesario consensuar protocolos y ensayos clínicos multicentro rigurosos y de calidad, independientes de la industria, que estudien la eficacia y los posibles efectos secundarios, especialmente en niños, inmunocomprometidos y personas enfermas. En definitiva una regulación similar a otras intervenciones médicas.

También te puede interesar esta otra entrada «Manipular la microbiota (II): el trasplante fecal.

Referencias:

(1) The pros, cons, and many unknowns of probiotics. Suez, J., y col. (2019). Nat Med. 25(5):716-729.

(2) The anxiolytic effect of probiotics: A systematic review and meta-analysis of the clinical and preclinical literature. Reis, D.J., y col. (2018). PLoS One. 13(6):e0199041.

(3) Personalized gut mucosal colonization resistance to empiric probiotics is associated with unique host and microbiome features. Zmora, N. y col. (2019). Cell. 174(6):1388-1405.

(4) Post-antibiotic gut mucosal microbiome reconstitution is impaired by probiotics and improved by autologous FMT. Suez, J. y col. (2019).Cell. 174(6):1406-1423.

Para más información:

Are probiotics money down the toilet? or worse? Jennifer Abbasi, J. (2019).  JAMA. 321(7):633-635.

NOTA: aquí tengo en mi mano un probiótico comercial. Asegura que contiene 100.000 millones de UFC por cada dos cápsulas, (un total de 60 cápsulas), con un 91% de viabilidad. Está compuesto por 16 especies de bacterias de Bacillus, Bifidobacterium, Lactobacillus y Streptococcus. Y añaden este mensaje que se ve en la foto:

En definitiva, los posibles beneficios no han sido evaluados por la FDA (Food and Drug Administration), y el producto no tiene intención de diagnosticar, tratar, curar o prevenir ninguna enfermedad. ¿Entonces?

No hay nada como una madre

Sabemos que desde el mismo momento del nacimiento,
comenzamos a reunir a nuestros propios microbios, que serán distintos de los de
otras personas. Formarán nuestra microbiota,
ese conjunto de bacterias, virus, hongos y levaduras que conviven en nuestro
organismo, en nuestra piel, boca, intestinos, vagina, … Pero, ¿de dónde viene,
cómo los adquirimos?

El primer contacto con los microbios lo heredamos de nuestra
propia madre. Durante más de un siglo, la idea de que el útero materno era una
especie de santuario estéril en el que se desarrollaba el feto y que el recién
nacido adquiría sus microbios durante el
momento y después del parto ha sido aceptado como un dogma. Según esto, los
bebés nacen estériles y adquieren sus microbios de forma vertical (directamente
de la madre conforme pasan por el canal del parto) y horizontalmente (de otros
humanos y del ambiente después de nacer).

Fue ya en 1885 cuando Theodor Escherichdescribió que el meconio
(las primeras heces del bebé nada más nacer) estaba libre de bacterias viables,
lo que sugería que el feto humano se desarrolla dentro de un ambiente estéril. La presencia de bacterias en la placenta o
en el líquido amniótico se consideraba una infección o una contaminación originada
durante la expulsión. La placenta es una barrera protectora del feto contra los
microbios patógenos que pudiera haber en la sangre de la madre. De hecho, la
placenta tiene una seria de características anatómicas, fisiológicas e
inmunológicas que evitan la contaminación bacteriana, que previenen y combaten
la amenaza microbiana y que solo puede
ser atravesada por algunos patógenos especializados en ello. El hecho que
desde hace años se haya podido obtener en el laboratorio animales libres de microbios desde su nacimiento en ambientes
estériles (no solo ratones y ratas sino también cobayas, conejos, perros,
gatos, cerdos, cabras, ovejas, marmotas y chimpancés) es una evidencia de que
en los mamíferos no ocurre una transferencia de microbios desde el útero
materno.

¿Y en humanos, se han conseguido humanos libres de microbios
desde su nacimiento? Pues sí. La verdad es que obviamente son casos muy raros,
pero en 1969 se describió el primer caso de un bebé con una enfermedad
inmunológica grave que nació por cesárea en una cámara de aislamiento y se
mantuvo durante seis días en aislamiento estéril completo. Durante ese tiempo,
se demostró la ausencia de bacterias en el bebé por test microbiológicos clásicos.

La microbiota fetal

A pesar de todos estos hechos, en los últimos años algunos
estudios empleando técnicas moleculares
de amplificación y secuenciación de genes sugieren que existen comunidades
bacterianas en la placenta, el líquido amniótico, el cordón umbilical y el
meconio en embarazos sanos sin signos de infección o inflamación. Estos
descubrimientos han hecho que algunos hayan cambiado del paradigma del útero
estéril al de la colonización dentro del útero, una hipótesis que cambia
radicalmente nuestra idea de cómo adquirimos nuestros primeros microbios. Según
esta hipótesis el útero contiene su propia microbiota que contribuye a la
colonización del feto. Existe por tanto lo que podríamos denominar un
“microbioma fetal” en el útero. Con estás técnicas se ha encontrado ADN microbiano en la placenta, el líquido amniótico,
el meconio y el calostro (la primera leche que produce la madre después del
parto). Algunos autores han propuesto incluso varias rutas por las que las
bacterias de la madre se pueden mover hasta la placenta y colonizar el feto en
el útero, desde el tracto genital, a través de la sangre de la madre o dentro
de células inmunes desde el intestino o la boca. Por tanto, según esta
hipótesis no nacemos estériles, sin microbios, sino que ya desde que estábamos en el útero materno teníamos microbios que,
lógicamente, los heredamos de nuestra madre.

No, no hay bacterias en la placenta

Como era de esperar, esta hipótesis de la microbiota fetal o
de la colonización del feto con bacterias de la placenta antes de nacer, ha
generado mucha controversia. Hay varios trabajos que sugieren que la presencia
de ADN microbiano en ese tipo de muestras se debe a contaminaciones y que lo que realmente están detectando son productos
bacterianos en vez de bacterias vivas y viables. Se ha sugerido que incluso los
reactivos y los kits comerciales que se emplean en técnicas de biología
molecular para extraer o secuenciar el ADN pueden estar ya contaminados con ADN
microbiano, muy difícil de evitar. Esto es lo que algunos han denominado con
cierto cachondeo el “kit-oma”, el
conjunto de ADN microbiano contaminante de los reactivos de un kit comercial.
Esto puede generar resultados erróneos cuando trabajamos con muestras en las
que la cantidad de ADN sea muy pequeña, como por ejemplo la placenta. Por eso,
en este tipo de experimentos son esenciales los controles para asegurar que los
resultados obtenidos no están influidos por la presencia de ese ADN
contaminante.

Se acaba de publicar en la revista Nature (1) el mayor estudio hasta la fecha sobre este tema, en el
que han analizado muestras de placentas de 537 mujeres. Su objetivo era
determinar si los casos de preeclampsia, partos espontáneos o prematuros  tienen alguna relación con la presencia de
ADN bacteriano en la placenta y comprobar si hay evidencia para apoyar la
hipótesis de la existencia de una microbiota placentaria.

Para ello, han empleado varias técnicas de extracción del
ADN y de secuenciación masiva y han incluido controles negativos en todos sus
análisis. Sus resultados son claros: la
placenta no contienen microbios, en un embarazo sano, y las contaminaciones son la causa de la
presencia de alguna bacteria detectable en algún caso aislado.

En el trabajo se muestra cómo de difícil es evitar las contaminación con ADN microbiano, cuando
trabajas con técnicas muy sensibles para detectar concentraciones muy bajas de
bacterias. Por ejemplo, la secuenciación detectó dos patógenos Vibrio cholerae y Streptococcus pneumoniae, pero esas señales fueron debidas a la
contaminación del aparato que se había empleado previamente para secuenciar
estos microorganismos.  Se trataba, por
tanto, de una contaminación cruzada en la máquina de secuenciación y no de
bacterias presentes en las muestras de placenta. Además, confirmaron la
existencia de “microbiota” en los kits comerciales para la extracción del ADN.
Estas pequeñas cantidades de ADN contaminante en los equipos y en los reactivos
son lo que genera estos resultados falsos positivos.

Origen del ADN bacteriano detectado en muestras de placenta
humana. Fuente: ref. 1.

Los autores han identificado cuatro patrones de
contaminación que pueden explicar la presencia bacterias o de ADN en la
placenta:

– contaminación durante el parto (como por ejemplo, Lactobacillus),

– en el momento de la obtención de la muestra (Deinococcus geothermalis),

– durante el procesamiento de la muestra y la extracción del
ADN (Burkholderia silvatlantica, Thiohalocapsa halophila), o

– en los reactivos y equipos de amplificación y secuenciación
del ADN (Vibrio cholerae, Streptococcus pneumoniae).

Sin embargo, gracias a todos los controles que incluyeron en
sus experimentos, los autores sí que fueron capaces de detectar de forma
convincente un solo tipo de bacteria en algunas de las muestras (cerca del 5%):
Streptococcus
agalactiae. Esta bacteria puede ser parte de la microbiota normal de
una persona sana, y puede colonizar a las embarazadas. Aunque normalmente no
ocasiona síntomas ni problemas a la mujer sana durante el embarazo, en algunos
casos puede llegar a provocar una enfermedad grave a la madre y transmitirse al
bebé durante la gestación, causando neumonía, septicemia y meningitis. Según
los autores, la detección en algunos pocos casos de esta bacteria en la
placenta es compatible con su afirmación de que la placenta es un territorio “microbe-free”
en embarazos sanos. La placenta, por tanto, no es un reservorio o almacén de
microbios, no existe una microbiota residente de la placenta.

Referencia:

(1) Human placenta has no microbiome but can contain potential pathogens. De Goffau, M. C. y col. 2019. Nature. doi: 10.1038/s41586-019-1451-5

Para saber mas:

– No bacteria found in healthy placentas. Segata, N. 2019.
Nature. doi: 10.1038/d41586-019-02262-8

– De-discovery of the placenta microbiome. Frederic D.
Bushman, F. D. 2019. AJOG, 220(3):213–214.

El primer estudio completo del microbioma del estropajo de cocina

En los países industrializados, pasamos más del 90% del tiempo dentro de los edificios. Los microbios que albergan estos ambientes cerrados, lo que los microbiólogos llamamos el microbioma de los edificios, puede tener cierto impacto en la salud y el bienestar de sus ocupantes. Dentro del ambiente doméstico, la cocina y el baño son auténticos incubadoras microbianos, debido a la constante inoculación de nuevos microbios -por la manipulación de alimentos o por nuestros propios microbios- favorecido además por el ambiente húmedo y la disponibilidad de nutrientes para los microbios. 

Sin embargo, a pesar de lo que mucha gente piensa, la cocina alberga muchos más microbios que el baño. La razón es que la superficie del inodoro suele ser lisa -lo que dificulta la adhesión de los microbios- y solemos esmerarnos en su limpieza. La cocina alberga uno de los mayores reservorios o almacén de microbios de toda la casa: el estropajo.

El estropajo de la cocina es el mayor almacén de microbios de toda la casa

Se ha demostrado que los estropajos de la cocina son el mayor foco de coliformes de toda la casa, después del sifón del desagüe. En los estropajos se han llegado a aislar bacterias patógenas como Campylobacter, Enterococcus cloecae, Escherichia coli, Klebsiella, Proteus, Salmonella o Staphylococcus. Por eso, hay personas que tienen la costumbre de hervir en agua caliente o de meter en el microondas el estropajo para limpiarlo e higienizarlo. Sin embargo, a pesar de lo que mucha gente cree estas prácticas no son muy efectivas, y no parece que reduzcan el número de bacterias mucho más del 60%. Los estropajos no sólo actúan como un almacén de microorganismos sino que también contribuyen a diseminarlos por todas las superficies de la cocina en las que se usen. Por eso, los estropajos se consideran una de los principales causas de los brotes de enfermedades transmitidas por alimentos.

Composición microbiana del estropajo. Los estropajos debido a su naturaleza porosa y a su capacidad de absorber agua y nutrientes es un lugar ideal para incubar microorganismos (Fuente: ref. 1).

Hasta ahora todas estas conclusiones se habían obtenido con estudios en los que se cultivaban las bacterias presentes en los estropajos. Se calcula que esta técnica del cultivo solo representa un 1-2% de todos los microorganismos que pueden estar presentes en la muestra -recuerda que la inmensa mayoría de los microorganismos son no cultivables, no sabemos todavía cómo crecerlos y cultivarlos en el laboratorio-. Por eso, un grupo de microbiólogos alemanes han aplicado las más sofisticas técnicas de biología molecular para analizar el microbioma completo del estropajo de cocina. Han obtenido el DNA completo de catorce estropajos de la cocina de distintos domicilios de una zona de Alemania. Algunos fueron lavados con agua hirviendo o en el microondas. Además incluyeron como «control» muestras de siete estropajos nuevos recién comprados en el supermercado. El DNA extraído de los estropajos fue analizado por pirosecuenciación del gen 16S RNA y los datos analizados bioinformáticamente. Además, los microbios presentes en los estropajos se estudiaron mediante microscopía confocal e hibridación in situ fluorescente (FISH-CLSM). Como ves , high-tech para estudiar el estropajo.

Los resultado de este trabajo son  impresionantes. Aunque los estropajos nuevos probablemente no estén estériles, no se encontraron bacterias en ellos, lo que sugiere que la colonización bacteriana de los estropajos es algo que ocurre durante su uso en la cocina. Se demostró que los estropajos estaban colonizado por 118 géneros bacterianos diferentes. El grupo más importante fue es de las Pseudomonas (68,5%), seguido del grupo Bacteroidetes (26,3%) y Actinobacteria (3,7%).

Otro dato interesante de este estudio es que cinco de los diez microorganismos más frecuentes en los estropajos son bacterias catalogadas como del grupo 2 de biopeligrosidad, potenciales patógenos aunque no supongan un gran peligro: Acinetobacter, Chryseobacterium y Moraxella. El resto eran del grupo 1 de biopeligrosidad, bacterias «ambientales” no patógenas. También es interesante que solo el 1% de los microorganismos pertenecían al grupo de las Enterobacterias y que aunque se detectaron Staphylococcus y Streptococcus su frecuencia fue mínima. A diferencia de otros trabajos anteriores, no se detectaron otros patógenos como Salmonella, Proteus y Campylobacter.

Moraxella, la bacteria de los estropajos

El género bacteriano más abundante fue Moraxella osloensis. Las Moraxellas se han detectado con frecuencia en la superficie de los fregaderos, puertas de las neveras y hornos, superficies que suelen limpiarse con esponjas y estropajos. Estas bacterias también se encuentran como parte de la microbiota de la piel humana, por lo que el contacto con las manos puede ser la fuente de Moraxella en las esponjas. Además, se ha sugerido que esta bacteria es la responsable de mal olor típico de la ropa húmeda y sucia de las lavanderías y de los estropajos usados. Cuando tu estropajo huele mal, la culpa es de Moraxella.

Más de 10.000 millones de bacterias por cm³

Los análisis mediante microscopía confocal e hibridación in situ fluorescente se llevaron a cabo
para visualizar la distribución espacial de las bacterias en los estropajos, determinar la densidad bacteriana, y comparar la carga bacteriana en esponjas «limpias» y sin limpiar. Los resultados demostraron que la colonización bacteriana ocurría prácticamente en la superficie de la esponja, en forma de biofilms bacterianos. La mayoría de las células estaban metabólicamente activas, con un crecimiento activo. La carga microbiana era muy alta entre 2,5 y 5,4 x 10¹⁰ bacterias por cm³. Interesante, ese número no disminuía en las esponjas especialmente higienizadas por hervido o microondas.

Moraxella es un tipo de bacteria Gram negativa (Fuente)

Los autores del trabajo sugieren que el microbioma del estropajo también puede verse influenciado por el origen geográfico y cultural de los estropajos y de sus dueños: dependerá del tipo de alimentación, estilos de vida y limpieza, temperatura y humedad del lugar, …

No sea guarro y cambia de estropajo

Las esponjas y estropajos de cocina son un mecanismo para acumular, incubar y extender bacterias en las superficies de la cocina. Están en contacto con nuestras manos y los alimentos y pueden transmitir infecciones alimentarias. Se necesitan medidas extra de limpieza de los estropajos especialmente en ambientes donde haya personas inmunocomprometidas, enfermos, hospitales, residencias de ancianos, guarderías, … Hervir o meter en el microondas el estropajo no sirve para mucho, no reduce la cantidad de bacterias: las más débiles se eliminan, pero las más resistentes permanecen y se reproducen más. Puede cambiar la composición microbiana, pero no la cantidad de bacteria. Por ejemplo, estos sistemas de “limpieza” aumentaron la cantidad de Chryseobacterium hominis y Moraxella osloensis. Por tanto, eso de hervir o meter en el microondas el estropajo no es una práctica recomendable, lo mejor es cambiarlo por uno nuevo cada una o dos semanas.

Conclusión: los estropajos tienen una enorme cantidad de bacterias, mucha mayor diversidad microbiana de lo que se pensaba, y pocos patógenos humanos. Las medidas de higienización del estropajo son poco efectivas y lo mejor es cambiarlo con frecuencia.

(1) Microbiome analysis and confocal microscopy os used kitchen sponges reveal massive colonization by Acinetobacter, Moraxella and Chryseobacterium. Cardinale, M., y col. 2017. Scientific Reports. 7:5791. DOI: 10.1038/s41598-017-06055-9