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Cada intestino humano puede tener una composición viral única

La primera base de datos exhaustiva de las comunidades de virus, o “viromes”, que viven en nuestras entrañas revela que varían enormemente de una persona a otra

La base de datos ofrece nuevas oportunidades para identificar los virus que podrían desempeñar un papel potencial en el tratamiento de las infecciones bacterianas resistentes a los antibióticos. Se sabe que las bacterias que colonizan el sistema digestivo humano tienen un profundo efecto en la salud, pero es probable que los virus que coexisten con ellas sean igual de importantes.

Según la recién creada Base de Datos de Virometría Intestinal (GVD) de la Universidad Estatal de Ohio (OSU) en Columbus, el 97,7% de los virus de nuestro intestino son bacteriófagos, lo que significa que utilizan las bacterias como huéspedes en los que se replican.

A principios del siglo XX, los científicos comenzaron a investigar el potencial de los bacteriófagos para combatir las infecciones bacterianas, pero el descubrimiento de los antibióticos superó en gran medida su trabajo. Ahora, con la creciente amenaza de la resistencia a los antibióticos, ha habido un resurgimiento del interés en la terapia de los bacteriófagos.

Los científicos han descubierto mucho sobre el “bacterioma” – la comunidad de bacterias que se alojan en el intestino – pero la caracterización del viroma ha resultado ser más difícil. Las bacterias tienen ciertas secuencias genéticas en común, lo que hace que la identificación de su ADN sea relativamente fácil, pero no existe un marcador universal de este tipo para los virus. Para facilitar el estudio del viromo, los microbiólogos de la OSU decidieron crear una base de datos dedicada a los virus intestinales humanos.

Poblaciones virales únicas

El equipo construyó el GVD utilizando datos genéticos de 32 estudios que tenían como objetivo identificar los virus intestinales en un total de 1.986 personas que vivían en 16 países diferentes. Tras procesar los datos para tener en cuenta la amplia variedad de métodos diferentes que utilizaron esos estudios, identificaron 33.242 “poblaciones virales únicas”, que son el equivalente viral de las especies.

En promedio, cada metagenoma viral -el genoma viral colectivo en una muestra del intestino de un individuo- contenía 542 poblaciones virales. No había ninguna población viral única en cada metagenoma. De hecho, los investigadores encontraron la población viral más extendida en sólo el 39% de los metagenomas.

En su nuevo trabajo de estudio, publicado en la revista Cell Host & Microbe, sugieren que el viroma intestinal de cada persona es altamente personalizado y muy probablemente único. El equipo actualizará continuamente la base de datos para proporcionar un recurso gratuito a otros investigadores.

Luz para nuevas investigaciones

“Hemos establecido un punto de partida sólido para ver cómo se ve el virome en los humanos”, dice el coautor del estudio Olivier Zablocki, un investigador postdoctoral de la OSU. “Si podemos caracterizar los virus que nos mantienen sanos, podríamos aprovechar esa información para diseñar futuras terapias para patógenos que de otra manera no pueden ser tratados con drogas”.

Mirando hacia el futuro, los bacteriófagos (o “fagos”) aislados de las entrañas de personas sanas tienen el potencial de combatir las bacterias resistentes a los antibióticos. También podrían ayudar a restablecer un equilibrio saludable a las comunidades microbianas en el intestino.

“Los fagos forman parte de una vasta red interconectada de organismos que viven con nosotros y sobre nosotros, y cuando se utilizan antibióticos de amplio espectro para luchar contra la infección, también dañan nuestro microbioma natural”, dice el autor principal del estudio, Matthew Sullivan. “Estamos construyendo un conjunto de herramientas para ampliar nuestra comprensión y capacidades para utilizar los fagos y sintonizar los microbiomas perturbados hacia un estado saludable”, añade.

Los cambios a lo largo de la vida

Utilizando la nueva base de datos, los investigadores realizaron la primera encuesta sobre los cambios en la diversidad de los virus intestinales a lo largo de la vida humana. Encontraron que en los individuos occidentales con un buen estado de salud, la diversidad viral era alta en los bebés antes de los 3 años de edad, antes de disminuir en la infancia. Luego se elevaba cuando las personas entraban en la edad adulta, antes de disminuir después de los 65 años de edad.

Los autores atribuyen la rica diversidad de virus en las entrañas de los bebés a sus sistemas inmunológicos débiles y subdesarrollados. Los bebés también pueden carecer de las bacterias que típicamente protegen el revestimiento del intestino de la infección viral en la vida posterior.

Los investigadores creen que su base de datos será un instrumento importante para determinar cómo cambia el viroma intestinal con el tiempo y su efecto en la vulnerabilidad de los individuos a determinadas enfermedades: “Por ejemplo, aquí, usamos la base de datos GVD para descubrir los patrones dependientes de la edad de la diversidad del viromo en individuos occidentales sanos. Sin embargo, la GVD también podría tener implicaciones mucho más amplias, entre ellas ayudar a clasificar mejor los microbiomas y viromes intestinales nativos de los individuos para determinar cómo afecta la predisposición de una persona a enfermedades como la COVID-19”.

Beneficios de la diversidad

Es interesante que los científicos descubrieron que las personas que vivían en países no occidentales tenían poblaciones virales intestinales más diversas que los occidentales. Otras investigaciones han demostrado que los no occidentales que se trasladan a los países occidentales pierden parte de su diversidad microbiana intestinal, lo que sugiere que la dieta u otros factores ambientales pueden desempeñar un papel en la conformación del viroma.

Además, la base de datos reveló que las personas con buena salud tenían poblaciones virales más diversas que las que estaban enfermas. “Una regla general de la ecología es que una mayor diversidad conduce a un ecosistema más saludable”, dice la primera autora Ann Gregory, que trabajó en la nueva base de datos mientras era estudiante de posgrado en la OSU.

“Sabemos que una mayor diversidad de virus y microbios suele estar asociada a un individuo más sano. Y vimos que los individuos más sanos tienden a tener una mayor diversidad de virus, lo que indica que estos virus pueden estar haciendo potencialmente algo positivo y tener un papel beneficioso”. Los autores reconocen que el GVD tiene algunas limitaciones en cuanto a su alcance. Por ejemplo, escriben que su representación de las diferentes regiones geográficas y grupos étnicos no es aún suficientemente amplia.

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