Así sobreviven las bacterias en el intestino humano

Las bacterias que viven en el intestino de las personas bombean toxinas para disuadir a los intrusos microbianos. Pero el intestino de cada persona viene con su propio conjunto de toxinas, un 'código de acceso' individualizado que los microbios de deben resolver para sobrevivir, informan los científicos en la revista 'Nature'.

Los hallazgos sugieren que no existe un enfoque único para todos los probióticos o bioterapéuticos vivos, los suplementos microbianos que promueven el crecimiento de bacterias saludables, explica el coautor del estudio Joseph Mougous, investigador del Instituto Médico Howard Hughes (HHMI) de la Universidad de Washington (UW). El trabajo de su equipo es un primer paso para descubrir cómo los científicos podrían adaptar los microbios beneficiosos a diferentes personas.

"Manipular los microbios intestinales para promover la salud es muy prometedor --admite--, pero las reglas para colonizar el intestino no están claras". Ahora, los científicos tienen una mejor idea de lo que se necesita para que una bacteria se establezca.

El intestino humano está plagado de bacterias. Las heces contienen alrededor de 100.000 millones de células bacterianas por gramo, y las bacterias intestinales superan en número a las células humanas de 10 a 1.

Estos microbios, denominados colectivamente microbioma intestinal, realizan todo tipo de trabajos de mantenimiento, recuerda Mougous. Digieren los alimentos, mantienen intacta la superficie intestinal, proporcionan vitaminas y expulsan las bacterias malas. "El microbioma intestinal es muy importante para la salud humana, eso ciertamente lo sabemos", admite.

Durante la última década, el equipo de Mougous ha resuelto los detalles de un mecanismo de defensa bacteriano llamado sistema de secreción tipo VI. Es como una jeringa molecular que golpea las toxinas contra las células vecinas. Las toxinas rompen las paredes celulares, cortan las membranas y se comen la fuente de energía de las células.

Las bacterias usan genes de inmunidad para neutralizar estas toxinas y protegerse. Los invasores que carecen de los genes correctos se inician desde el intestino. El equipo de Mougous había pensado que los genes de inmunidad y toxinas se unían en parejas, como una cerradura y una llave. Pero un análisis de datos de más de 1.000 muestras fecales humanas reveló algo sorprendente.

Los genes de inmunidad de la bacteria intestinal 'Bacteroides fragilis' superan ampliamente en número a los genes de toxina. El equipo descubrió que todos esos genes de inmunidad adicional pertenecían a otras bacterias.

Esas bacterias habían robado los genes de 'B. fragilis' para protegerse de sus toxinas. Eso significa que los genes deben ser cruciales para que las bacterias sobrevivan en el intestino, dice Mougous, algo que los científicos no sabían antes.

Los experimentos en el laboratorio mostraron que los genes de inmunidad se agrupan en tramos de ADN que pueden saltar de una cepa bacteriana a otra. En los platos de laboratorio y en los ratones vivos, las bacterias que recibieron estos genes se volvieron inmediatamente resistentes a las toxinas de 'B. fragilis'.

Además, las muestras fecales humanas tenían combinaciones únicas de genes de inmunidad y toxinas, según el equipo. "Entonces, lo que se necesita para sobrevivir en el microbioma de una persona podría no ser lo mismo en el microbioma de otra persona", dice Mougous.

Los resultados podrían ayudar a explicar por qué es tan difícil para las personas jugar con sus composiciones de microbioma, dice. "Los enfoques generalizados para colonizar el intestino con ciertas bacterias pueden nunca tener éxito, y es posible que deban individualizarse", concluye.