Transporte por carretera, fábricas, calefacción con leña… Se sabe desde hace largo tiempo que la contaminación del aire tiene efectos perjudiciales en la salud pulmonar y cardiovascular del ser humano. Los estudios recientes demostraron que afecta a la microbiota de los adultos. Pero ¿qué impacto tienen los contaminantes sobre la de los más pequeños?

Para responder a esta pregunta, un equipo de científicos de la Universidad de Colorado en Boulder (Estados Unidos) midió el grado de exposición a los contaminantes atmosféricos de 103 niños californianos de 6 meses. Paralelamente, les tomaron muestras de heces para analizar la composición de la microbiota.

^{Bibliografia (sidenote: WHO. https://www.who.int/news-room/spotlight/how-air-pollution-is-destroying-our-health/10-things-to-know-about-air-pollution )}

Alteraciones inquietantes de la microbiota…

Los cálculos de los científicos muestran que cuanto más se exponen los niños a los contaminantes, más se modifica la estructura de su microbiota, incluso teniendo en cuenta la influencia del peso al nacer, la situación económica de la familia, el tipo de parto y el tipo de lactancia.

Según los resultados, la microbiota de los bebés más expuestos contenía más Dialister y Dorea, dos géneros bacterianos asociados, en el adulto, a una respuesta inflamatoria sistémica y a un riego más elevado de cáncer, esclerosis múltiple y trastornos mentales.

Su microbiota contenía también menos bacterias productoras de ácidos grasos de cadena corta (AGCC (sidenote: AGCC Ácidos grasos de cadena corta ) ), de los que se conocen los efectos beneficiosos sobre la permeabilidad intestinal, la salud cardiovascular, la comunicación entre el intestino y el cerebro o la barrera hematoencefálica. (sidenote: Barrera hematoencefálica La barrera hematoencefálica es una barrera “física” que separa el sistema nervioso central (SNC) de la circulación sanguínea. Su modo de acción consiste en controlar estrictamente los intercambios entre la sangre y el compartimento cerebral.  Engelhard HH, Arnone GD, Mehta AI, Nicholas MK. Biology of the blood-brain and blood-brain tumor barriers. InHandbook of Brain Tumor Chemotherapy, Molecular Therapeutics, and Immunotherapy 2018 Jan 1 (pp. 113-125). Academic Press. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780128121009000085 )

Comprender los efectos de la contaminación sobre las comunidades microbianas 

Este estudio pone en evidencia por primera vez una asociación entre la exposición a los contaminantes del aire ambiental y la composición de la microbiota intestinal de los niños.  Estos resultados –aunque preocupantes– necesitan confirmarse y completarse con otros estudios. Las próximas etapas para los investigadores consistirán en seguir a lo largo del tiempo la evolución de la microbiota de los niños del grupo de estudio, intentar comprender cuáles son los mecanismos por los que la contaminación ejerce sus efectos sobre las comunidades microbianas, y determinar si las modificaciones se asocian realmente a problemas de salud.

Poco antes del Día Mundial del SIDA (1 de diciembre), repasamos las relaciones entre el VIH y la microbiota. Numerosos estudios demuestran la asociación entre la infección por el VIH y modificaciones de la microbiota intestinal (MI), pero se trata básicamente de estudios transversales y metodológicamente heterogéneos. Por lo tanto, presentan diferentes sesgos que generan confusión. Si bien se sabe que la infección por el VIH se acompaña de disbiosis intestinal y translocación bacteriana responsable de inflamación sistémica, no se ha dilucidado por completo la secuencia de acontecimientos implicados. Además, estudios recientes demostraron que, además de la edad, la alimentación o la toma de antibióticos, el comportamiento sexual también influye en la MI, independientemente del estado serológico^2,3, enredando aún más las cosas.

Un estudio longitudinal con sesgos controlados

Con el fin de medir los cambios que se producen en la MI y los marcadores de inflamación durante la infección por el VIH, un equipo de investigadores seleccionó muestras fecales y sanguíneas procedentes de cuatro estudios longitudinales (Estados Unidos, Perú) realizados durante periodos de 4 meses a 2 años en hombres que tenían relaciones sexuales con otros hombres. Entre estos últimos, 27 se infectaron con el VIH. Las muestras de los hombres infectados se emparejaron con las de 28 controles con características demográficas y comportamientos similares.

Las alteraciones de la MI y de los marcadores inflamatorios son anteriores a la seroconversión 

Los investigadores identificaron cambios mínimos en la MI de los sujetos infectados por el VIH durante la fase aguda. Solo se observó un aumento de Fusobacterium mortiferum poco después de la seroconversión, así como una disminución de Prevotella intermedia en un subgrupo procedente de un estudio estadounidense. Las diferencias más importantes se observaron entre los sujetos en fase de preinfección y los controles. La microbiota intestinal de los sujetos en fase de preinfección presentaba una disminución de varias especies de Bacteroides y un aumento de Megasphaera elsdenii. También tenían una concentración plasmática más elevada de citocinas inflamatorias: factor de activación de los linfocitos B, IL-8, TNFα.

La microbiota intestinal, ¿una estrategia de prevención específica?

Según sus autores, este estudio sugiere que la alteración de la MI estaría presente antes de la infección. Los resultados de este estudio, confirmados por los de otro equipo estadounidense⁴, indican que la disbiosis intestinal podría contribuir a la infección en vez de ser consecuencia de ella, aunque se observa una disbiosis posteriormente, en el estadio crónico de la enfermedad. De hecho, el periodo de observación del estudio fue demasiado corto para que los investigadores pudieran identificar cambios posteriores. Otras limitaciones debidas al reducido número de participantes y a sus especificidades (sexo, edad, uso de drogas, comportamiento sexual…) también impiden generalizar los datos. Sin embargo, los investigadores consideran que la identificación de un perfil de la microbiota intestinal asociado con la susceptibilidad al VIH y/o marcadores inflamatorios podrían constituir una nueva herramienta de prevención específica.

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Entre los científicos, una «asociación» indica que dos fenómenos se producen al mismo tiempo, no que tengan una relación de causa y efecto. ¿La disbiosis intestinal (es decir, un desequilibrio en la composición de la microbiota) observada en las personas infectadas por el virus de la inmunodeficiencia adquirida (VIH) es una causa o una consecuencia de la infección? ¿O las dos cosas? Justo antes del Día Mundial del SIDA (1 de diciembre), es difícil tener una opinión tajante; no se conoce necesariamente el estado de la microbiota intestinal antes de la infección y, además, otros factores influyen en la aparición de una disbiosis, como la edad, la alimentación, la toma de antibióticos… e incluso el comportamiento sexual, según datos recientes.^2,3  

Para esclarecerlo, un equipo de investigadores estadounidenses reunió muestras de microbiota fecal de unos cincuenta hombres que tenían relaciones sexuales con otros hombres, recolectadas en diferentes estudios. Seleccionaron individuos con perfiles similares (edad, origen étnico, comportamiento sexual…), la mitad de los cuales se contaminó con el VIH durante estos estudios y la otra mitad no. Esto les permitió no solo comparar la microbiota intestinal de los hombres infectados antes y justo después de la infección, sino también compararla con la de individuos sanos «equiparados» no infectados.

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Cambios mínimos de la microbiota entre antes y después de la infección por el VIH… 

Primer resultado: durante la fase aguda de la infección por el VIH, la composición de la microbiota intestinal de los hombres cambia muy poco. Solo se observó un aumento de Fusobacterium mortiferum. Esta especie bacteriana, que normalmente no se encuentra en la microbiota intestinal, ya se había asociado al VIH en otros estudios.

… pero diferencias notables antes de la infección

En cambio, la microbiota intestinal de las personas que luego se infectarían con el VIH (por lo tanto, la microbiota intestinal «preinfección») difería de la de los controles (que no se infectarían). En especial, tenían menos bacterias del grupo Bacteroides y una mayor abundancia de otras bacterias (Megasphaera elsdenii, Acidaminococcus fermentans y Helicobacter cinaedi). Si bien este tipo de disbiosis constituye una observación común en las personas infectadas por el VIH, en este nuevo estudio el desequilibrio intestinal parecía estar presente antes de la infección y participar en la susceptibilidad o no a la infección por el VIH, según los autores.

Microbiota intestinal y VIH: ¿una nueva arma para la prevención?

¿Significa esto que la composición de la microbiota intestinal está implicada en la susceptibilidad a la infección por el VIH? Confortados por las conclusiones similares de otro equipo estadounidense,⁵ los investigadores consideran que debería seguirse esta pista mediante estudios con un mayor número de participantes, con la esperanza de definir un «perfil de la microbiota intestinal» asociado a una mayor susceptibilidad a la infección, y así contribuir a una prevención más específica. Incluso, quizás sea posible manipular la microbiota intestinal de las personas de alto riesgo.⁶ 

Los investigadores recuerdan que este descubrimiento no entra en contradicción con la idea de que el VIH produce disbiosis: la corta duración del estudio simplemente no permitió observar las alteraciones de la composición de la microbiota intestinal que se produjeron durante el estadio crónico de la infección por el VIH. Estos resultados obtenidos en un pequeño grupo con un perfil particular tampoco pueden generalizarse a toda la población.

La microbiota intestinal interactúa con el sistema nervioso central y está implicada en diversas enfermedades, incluidos trastornos mentales. Determina la manera en que el cuerpo se adapta y reacciona a su entorno, lo cual podría incluir el consumo de alcohol. Algunos individuos parecen apreciar y/o tolerar más el alcohol que otros o ser más propensos al abuso y la dependencia. Un equipo de investigadores españoles se propuso explorar las relaciones entre la microbiota intestinal y el comportamiento frente al alcohol en el ser humano y el animal.

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Modificaciones de la microbiota intestinal y del tránsito en los grandes bebedores

Los científicos evaluaron mediante un cuestionario el consumo semanal en gramos de alcohol de 507 estudiantes (83,3% de mujeres, edad media de 19,8 años), teniendo en cuenta el tipo de alcohol, la cantidad, el tiempo entre dos tomas y el peso del sujeto. El aspecto de las heces de los participantes se clasificó mediante la escala de Bristol. Mientras que cerca del 55% de ellos declaraban un tipo 3, los grandes bebedores tenían más bien heces de tipo 1 y se observó una asociación lineal entre consumo de alcohol y tipo 1. Fue un resultado inesperado puesto que el abuso de alcohol suele asociarse con diarrea. Con el fin de estudiar el efecto del consumo de alcohol sobre la composición de la microbiota intestinal, los investigadores analizaron muestras fecales de los 17 sujetos de la cohorte que no bebían y de los 17 sujetos de la cohorte que consumían más alcohol. La diversidad alfa (sidenote: Diversidad α Una medida que indica la diversidad de una sola muestra, es decir, el número de especies diferentes presentes en un individuo. Hamady M, Lozupone C, Knight R. Fast UniFrac: facilitating high-throughput phylogenetic analyses of microbial communities including analysis of pyrosequencing and PhyloChip data. ISME J. 2010;4:17-27. https://www.nature.com/articles/ismej200997 ) no fue significativamente diferente entre los dos grupos, pero la diversidad beta (sidenote: diversidad β Una medida que indica la diversidad de especies entre las muestras, permite evaluar la variabilidad de la diversidad de la microbiota entre los sujetos. Hamady M, Lozupone C, Knight R. Fast UniFrac: facilitating high-throughput phylogenetic analyses of microbial communities including analysis of pyrosequencing and PhyloChip data. ISME J. 2010;4:17-27. https://www.nature.com/articles/ismej20099 ) reveló un aumento de Actinobacteriae en el segundo.

Desarrollo de apetencia por el alcohol en ratas trasplantadas

Después, los investigadores indujeron una dependencia alcohólica en ocho ratas mediante la administración intragástrica de alcohol durante 10 días, hasta que aparecieran signos de abstinencia. Se obtuvieron muestras fecales de estos animales y se trasplantaron a ratas receptoras. Dos semanas después, los animales receptores presentaron un consumo de alcohol voluntario más elevado (27,4%) en comparación con las ratas de control. Este plazo demuestra que la nueva microbiota es la causa y no la consecuencia del aumento del consumo de alcohol. El análisis de la microbiota intestinal de las ratas intoxicadas donantes y de las ratas receptoras indica que el género Porphyromonas, menos abundante en estos animales con respecto a los controles, podría asociarse al deseo de consumir alcohol. Los investigadores no encontraron un género bacteriano específico más abundante, pero observaron que, en otros estudios en ratones alcohólicos, las bacterias del grupo Actinobacteriae eran más abundante, como en el ser humano.

Según ellos, la microbiota implantada sería un factor de predisposición que, frente al alcohol, provoca en el receptor un aumento de ciertas poblaciones de bacterias que obtienen más beneficios del alcohol. Además, las ratas receptoras mostraron una reducción de la actividad locomotora, por lo que también podría modificar el comportamiento frente al alcohol afectando la neurotransmisión dopaminérgica cerebral y el sistema de recompensa.

Utilizar la microbiota para tratar los trastornos por consumo de alcohol 

En conclusión, los autores consideran que este estudio tiende a demostrar una relación entre la microbiota intestinal y el consumo de alcohol. Mejor aún, intervenir en la microbiota intestinal con probióticos y/o prebióticos podría ayudar a tratar los trastornos por consumo de alcohol. Todavía falta determinar los géneros y especies pertinentes.

Los estudios lo demuestran: el alcohol influye en la composición de la microbiota intestinal…, que a su vez influye sobre nuestro comportamiento. ¿También respecto al alcohol? Un grupo de investigadores españoles decidió comprobarlo cotejando el consumo de alcohol semanal con el análisis de la microbiota intestinal de 507 estudiantes. Primero observaron que cuanto más bebían los estudiantes, más duras eran sus heces, típicas del estreñimiento. Fue un resultado sorprendente porque se pensaba que el alcohol producía más bien diarrea. Después descubrieron que, entre los estudiantes que bebían más alcohol y los que no bebían, la principal diferencia en la composición de la microbiota intestinal afectaba a la clase de las actinobacterias (sidenote: Actinobacterias Las actinobacterias constituyen uno de los cuatro grupos bacterianos (filos) más importantes de la microbiota intestinal, junto con Bacteroidetes, Firmicutes y Proteobacteria. Entre las actinobacterias cabe mencionar las bifidobacterias, que son las más abundantes en la microbiota intestinal. Binda C, Lopetuso LR, Rizzatti G, et al. Actinobacteria: a relevant minority for the maintenance of gut homeostasis. Digestive and Liver Disease. 2018 May 1;50(5):421-8. ) , que eran claramente más abundantes en los primeros que en los segundos.

Las ratas que reciben la microbiota de un congénere alcohólico se convierten en ratas borrachas

Los científicos continuaron sus investigaciones en ratas: convirtieron a un grupo de animales en dependientes del alcohol y trasplantaron su microbiota fecal a ratas «sobrias». Dos semanas después de la intervención, estas últimas preferían beber agua que contuviera alcohol en lugar de agua pura cuando se les daba a elegir entre estas dos bebidas, en comparación con las ratas de «control». Según los investigadores, este plazo indica que el cambio en la composición de la microbiota intestinal es la causa y no la consecuencia del aumento del consumo de alcohol. La microbiota intestinal de la rata alcohólica es, en la rata receptora, un factor de predisposición a un mayor deseo de consumir alcohol, que a su vez aumenta el crecimiento de ciertas bacterias que se benefician del alcohol. A través del «eje intestino-cerebro», también podría afectar a los circuitos neuronales llamados «de recompensa», implicados en el desarrollo de las adicciones.

Por ello, los científicos sugieren que la microbiota intestinal modifica el comportamiento frente al alcohol. Un estudio reciente, esta vez en el ser humano, parece confirmarlo, pero con un resultado positivo: las personas alcohólicas vieron sus ganas de beber alcohol fuertemente reducidas después de un trasplante de microbiota fecal procedente de personas no alcohólicas.

El bebedor podría dejar de beber gracias a los probióticos

El análisis de la microbiota intestinal de las ratas alcohólicas donantes y receptoras sugiere que el género bacteriano Porphyromonas, menos abundante que en los controles, se asocia a su mayor deseo de consumir alcohol. Los investigadores no encontraron un género bacteriano específico que fuera más abundante, pero en otros estudios, las actinobacterias eran, como en el ser humano, más abundantes en ratones alcohólicos. No obstante, consideran que, en el ser humano, intervenir en la microbiota intestinal, por ejemplo, con probióticos y/o prebióticos, podría ayudar a tratar los trastornos por consumo de alcohol. ¡Sin embargo, aún falta descubrir los géneros y especies adecuados!

Es una estrategia nutricional bien conocida: para evitar el aumento de peso, se sustituye el azúcar de la alimentación por edulcorantes no calóricos (NNS, de non nutritive sweeteners). Aunque suele considerarse que estos ingredientes carecen de riesgos, trabajos previos en ratones han demostrado que pueden alterar la microbiota intestinal y la respuesta glucémica. Esta vez, el mismo equipo ha explorado los efectos de los NNS en el ser humano, a través de un ensayo aleatorizado controlado que reúne 120 adultos sanos distribuidos en seis grupos. Cuatro grupos debían consumir respectivamente sobres que contenían sucralosa, sacarina, aspartamo o estevia, a dosis inferiores a las dosis diarias admisibles (sidenote: La dosis diaria admisible, o DDA, es la cantidad estimada de una sustancia presente en los alimentos o en el agua potable que puede consumirse diariamente durante toda la vida sin presentar riesgos apreciables para la salud. ) establecidas para estas sustancias. Dado que los sobres de edulcorantes contenían glucosa (ingrediente de soporte), un quinto grupo recibía sobres de glucosa (control glucosa), mientras que un sexto grupo no recibía ningún suplemento (control sin suplemento).

Los edulcorantes modifican la microbiota y sus funciones…

La secuenciación (shotgun) demuestra que los cuatro edulcorantes producen modificaciones específicas (es decir, propias de cada NNS) de la composición y/o las funciones metabólicas de la microbiota intestinal, así como de la microbiota oral. El efecto más impactante sobre la microbiota intestinal se observaba después de la ingesta de sucralosa. Sin embargo, solo la sucralosa y la sacarina alteraban significativamente la tolerancia a la glucosa, con una elevación de la glucemia en estos dos grupos.

… con posibles consecuencias sobre la respuesta glucémica

Las modificaciones observadas en la microbiota intestinal, en sus funciones y en los metabolitos circulantes, bajo el efecto de los diferentes NNS, se correlacionaban con las respuestas glucémicas de los participantes. Para determinar si estas alteraciones podían ser el origen de los trastornos glucémicos, los investigadores trasplantaron a ratones axénicos (sidenote: Ratones axénicos Ratones sin gérmenes, criados en medio estéril. ) la microbiota intestinal de ciertos sujetos seleccionados en los cuatro grupos experimentales: aquellos cuya respuesta glucémica sufría el mayor impacto (‘top responders’) y el menor impacto (‘bottom responders’) debido a los NNS. Las respuestas glucémicas observadas en los ratones eran similares a las observadas respectivamente en los donantes, lo cual corrobora la hipótesis causal.

Una microbiota específica y una respuesta personalizada a los NNS

Finalmente, los investigadores demuestran que la microbiota intestinal de los top frente a los bottom responders experimentan evoluciones distintas durante la exposición a los diferentes NNS, que podrían depender de su estado inicial antes de la prueba. Los investigadores comparan la microbiota a un centro de reactividad o adaptador que condiciona la respuesta fisiológica a los edulcorantes, con efectos solo en ciertos individuos, que presentan una microbiota específica.

El placer sin la culpabilidad, el sabor dulce del azúcar sin sus calorías ni los problemas de salud que pueden aparecer (obesidad, diabetes…) en caso de exceso de aporte: esta es la promesa de los edulcorantes, unos sustitutos del azúcar que se añaden tanto a las bebidas del tipo de los refrescos light como a los alimentos del tipo de las galletas aligeradas, cuyo consumo va en aumento. ¿Demasiado bonito para ser verdad? Es lo que sugiere un estudio israelí realizado en 120 adultos, a los que los investigadores pidieron que consumieran durante 2 semanas uno de los cuatro edulcorantes siguientes: sucralosa, sacarina, aspartamo o estevia.

Un impacto sobre la glucemia variable según los individuos

Ironías de la ciencia, los grupos que habían recibido ciertos sustitutos del azúcar —sucralosa o sacarina— no tardaron el presentar una elevación anormal de la concentración sanguínea… de azúcar (glucemia). Sin embargo, dentro de un mismo grupo, se observaron respuestas glucémicas muy heterogéneas de un individuo a otro. Ante esta heterogeneidad, las miradas de los investigadores se volvieron hacia la microbiota intestinal, específica de cada individuo y ya conocida por desempeñar un papel directo en la digestión. Constataron entonces que los cuatro edulcorantes modificaban, cada uno a su manera, la composición de la microbiota intestinal (y oral) y/o sus funciones. Estas modificaciones se correlacionaban con los efectos observados sobre la glucemia, lo cual sugiere que podrían ser su origen.

La microbiota intestinal, la «plataforma giratoria» de los edulcorantes

Para saberlo a ciencia cierta, los investigadores transfirieron la microbiota intestinal de los participantes a ratones llamados axénicos (sidenote: Ratones axénicos Ratones sin gérmenes, criados en medio estéril. ) . Esta única manipulación fue suficiente para reproducir en los ratones receptores las respuestas glucémicas observadas en los donantes respectivos, lo cual confirmó su hipótesis. Es decir que la glucemia de los ratones se elevaba si recibían la microbiota de los participantes cuya glucemia también se veía afectada. Los investigadores comparan la microbiota a un centro de reactividad, que reaccionaría más o menos a los edulcorantes según su composición.

Aunque algunos individuos parecen más protegidos que otros por su microbiota frente a los edulcorantes, estos resultados ponen seriamente en duda la supuesta inocuidad de estas sustancias. En espera de próximos estudios que permitan esclarecer las recomendaciones para la salud, su próximo refresco, tanto si lleva azúcar como edulcorante, puede dejarle un gusto amargo.

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Para celebrar la Semana Mundial de Concienciación sobre el Uso de los Antibióticos (18-24 de noviembre), el Instituto de la Microbiota concede la palabra a dos expertos en la resistencia a los antibióticos: la Dra. Windi Muziasari (sidenote: La Dra. Windi Muziasari ha acumulado años de experiencia y conocimientos sobre cómo vigilar la resistencia a los antibióticos en el medioambiente, gracias al uso de una tecnología de alto rendimiento de obtención de perfiles genéticos, durante su doctorado y su posdoctorado en la Universidad de Helsinki (Finlandia). Pero ella quería, además, que otros investigadores también pudieran acceder fácilmente a esta tecnología, por lo que dejó el mundo académico y se pasó al emprendimiento, con la fundación de Resistomap en 2018. La misión de Resistomap, que tiene su sede en Helsinki, es reducir la propagación de la resistencia a los antibióticos gracias a unas potentes herramientas de vigilancia. Resistomap combina los métodos genéticos moleculares y la ciencia de datos para ofrecer un servicio de detección y cuantificación de los genes con resistencia a los antibióticos presentes en las muestras medioambientales, por ejemplo, procedentes de aguas residuales y suelos. Desde que está plenamente operativa, en enero de 2019, Resistomap ha participado en más de 250 proyectos y ha analizado más de 7000 muestras medioambientales en 40 países. ) , doctora y directora general de Resistomap, y el Prof. Christian G. Giske (sidenote: Christian G. Giske es el director médico de bacteriología, micobacteriología y micología del Hospital Universitario Karolinska, de Solna (Suecia). También es el responsable del Servicio de Microbiología Clínica y del Servicio de Inmunología Clínica del Departamento de Medicina de Laboratorio del Instituto Karolinska, donde también dirige un grupo de investigación. Las actividades investigadoras más importantes del grupo de investigación de Giske se centran en la caracterización profunda de los mecanismos moleculares de resistencia y virulencia, y en la epidemiología molecular de los bacilos entéricos multirresistentes a los medicamentos. La investigación de Giske es muy traslacional e implica una estrecha colaboración con las unidades de enfermedades infecciosas (incluida la micobacteriología), hematología y cuidados intensivos. Giske también tiene una amplia trayectoria de colaboraciones internacionales, forma parte del consejo consultivo de la red europea de vigilancia de la resistencia del Centro Europeo para la Prevención y el Control de las Enfermedades (ECDC) y es presidente del Comité Europeo de Pruebas de Sensibilidad a los Antimicrobianos. ) , del Instituto Karolinska de Suecia.

¿Por qué la resistencia a los antibióticos es un problema de salud pública muy importante?

La resistencia a los antibióticos es sin duda una amenaza para la salud mundial y causa más de 1,2 millones de muertes cada año¹. La resistencia a los antibióticos es la situación que se produce cuando los antibióticos dejan de ser eficaces para tratar las infecciones bacterianas. Esto puede hacernos retroceder a la época anterior al descubrimiento de los antibióticos por Alexander Flemming en 1928. Las enfermedades infecciosas bacterianas, como la tuberculosis, la neumonía y una simple infección del tracto urinario, podrían volver a matarnos y, en el peor de los casos, realizar cualquier intervención quirúrgica y dar a luz a un bebé podrían tener unas tasas de mortalidad muy elevadas. Los antibióticos se utilizan mucho tanto en la medicina humana como en la animal, lo que acelera el aumento de los niveles de resistencia a los antibióticos de las bacterias.

La resistencia a los antibióticos engloba, en realidad, una maraña de problemas diversos. Varía mucho según el ámbito geográfico, en función de si el problema se limita a las infecciones contraídas en un hospital o si también se ha extendido a la comunidad. Los resultados de la resistencia a los antibióticos están bien documentados: esta provoca una mayor mortalidad, unas hospitalizaciones más largas, un aumento de los costes de la asistencia sanitaria y más efectos secundarios relacionados con los tratamientos. En muchos casos, algunas infecciones hospitalarias pueden ser extremadamente difíciles de tratar. La resistencia a los antibióticos también genera un temor a que se produzcan complicaciones en las operaciones quirúrgicas complejas o en los tratamientos inmunodepresores —infecciones con cepas altamente resistentes a los medicamentos que comprometen gravemente los resultados de otros tratamientos—. Las infecciones hospitalarias no suelen afectar a muchos individuos, pero, a pesar de ello, representan un problema de salud pública, debido al temor de que no sea posible controlar estas infecciones resistentes. Para el paciente individual, las consecuencias pueden ser nefastas, pero para los demás pacientes de la misma unidad hospitalaria a los que se les pueden transmitir estas cepas resistentes también pueden serlo. Las infecciones comunitarias afectan a más personas y también provocan un aumento de las hospitalizaciones, con lo que impactan en la capacidad de la asistencia sanitaria. No existe una solución única para el problema de la resistencia a los antibióticos, sino que se necesita una combinación compleja de varios enfoques de atenuación de la problemática.

Usted vigila los genes resistentes a los antibióticos en los hospitales recogiendo muestras de las aguas residuales. ¿Podría explicarnos por qué? Y ¿por qué no recoge muestras directamente de los pacientes para cuantificar estos genes?

W. Muziasari: El modo actual de vigilancia de la resistencia a los antibióticos en los hospitales tiene dos limitaciones importantes. En primer lugar, la vigilancia actual se centra principalmente en un número limitado de bacterias patógenas. Y, en segundo lugar, con frecuencia se basa en una vigilancia pasiva de las bacterias aisladas de los pacientes. Esto provoca una detección tardía de los brotes, genera datos no comparables y conduce a una incapacidad para captar otras bacterias patógenas y otros perfiles de resistencia a los antibióticos que con frecuencia portan las bacterias comensales.

La vigilancia basada en las aguas residuales es un método potencialmente valioso, que se sumará a las opciones que actualmente se utilizan para vigilar la resistencia a los antibióticos en los hospitales. Aunque no sustituye a los métodos de vigilancia existentes, la vigilancia de las aguas residuales puede proporcionar datos que de otro modo serían difíciles de conseguir y convertirse en el método más fácil para obtener una información completa sobre la prevalencia de la resistencia a los antibióticos en los hospitales. Como los detritus de todos los pacientes se vierten en las aguas residuales, la vigilancia de estas puede cubrir una gama más amplia de perfiles de resistencia a los antibióticos, en comparación con los datos parciales que se obtienen de unas pocas bacterias patógenas seleccionadas. Además, para analizar las muestras de las aguas residuales no se necesita el consentimiento informado de los pacientes, lo que limita las preocupaciones de índole ética. Los obstáculos prácticos y logísticos para tomar muestras de las aguas residuales también son limitados. Por lo tanto, la vigilancia basada en las aguas residuales puede usarse para entender mejor el desarrollo y la propagación de las bacterias resistentes a los antibióticos en los hospitales y servir de sistema de alerta temprana para los brotes futuros.

¿De qué manera sus investigaciones y su tecnología ayudan a los médicos a prevenir la resistencia a los antibióticos?

W. Muziasari: Gracias a la vigilancia basada en las aguas residuales, los médicos tendrán una información detallada de los niveles de resistencia a los antibióticos que hay en sus hospitales a lo largo del tiempo.

¿Cuál es la relación entre la resistencia a los antibióticos y la microbiota?

C. G.Giske: Muchas cepas resistentes se adquieren primero como colonizadoras del microbioma humano —ya sea intestinal o respiratorio—. En cuanto el microbioma adquiere dichas cepas, estas pueden convertirse en colonizadoras a largo plazo y provocar en ocasiones infecciones en el anfitrión o incluso propagarse a otras personas que pueden ser más sensibles a las infecciones bacterianas. Por lo tanto, la colonización por cepas resistentes conlleva un riesgo significativo de desarrollo de infecciones resistentes, tanto para el anfitrión como para las personas cercanas al anfitrión original. Además, dentro del microbioma, las cepas pueden intercambiar material genético fácilmente y transmitir la resistencia a otras cepas bacterianas —en ocasiones, a cepas que están más adaptadas al intestino del anfitrión, con lo que pueden permanecer en el microbioma durante mucho tiempo—. La vigilancia de la colonización del microbioma por cepas resistentes es una parte muy importante del control de las infecciones, ya que permite tomar decisiones fundamentadas respecto de los pacientes que tienen que ser hospitalizados en habitaciones individuales y tratados por un personal específico, por ejemplo, para evitar las posibles transmisiones.

¿La microbiota puede ayudar a los investigadores a abordar la resistencia a los antibióticos?

C. G.Giske: Muchas cepas resistentes se adquieren primero como colonizadoras del microbioma humano —ya sea intestinal o respiratorio. En cuanto el microbioma adquiere dichas cepas, estas pueden convertirse en colonizadoras a largo plazo y provocar en ocasiones infecciones en el anfitrión o incluso propagarse a otras personas que pueden ser más sensibles a las infecciones bacterianas. Por lo tanto, la colonización por cepas resistentes conlleva un riesgo significativo de desarrollo de infecciones resistentes, tanto para el anfitrión como para las personas cercanas al anfitrión original. Además, dentro del microbioma, las cepas pueden intercambiar material genético fácilmente y transmitir la resistencia a otras cepas bacterianas —en ocasiones, a cepas que están más adaptadas al intestino del anfitrión, con lo que pueden permanecer en el microbioma durante mucho tiempo—. La vigilancia de la colonización del microbioma por cepas resistentes es una parte muy importante del control de las infecciones, ya que permite tomar decisiones fundamentadas respecto de los pacientes que tienen que ser hospitalizados en habitaciones individuales y tratados por un personal específico, por ejemplo, para evitar las posibles transmisiones.

Con motivo de la Semana Mundial de Concienciación sobre el Uso de los Antimicrobianos organizada cada año por la OMS, El Biocodex Microbiota Institute hace balance.

Resistencia a antibióticos y restablecimiento de la microbiota intestinal

Explicación del Prof. Sokol

Resistencia a los antibióticos: avances en la investigación

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Hoy se sabe que una alimentación rica en azúcares y grasas está implicada en el aumento de la inflamación intestinal y que el sistema inmunitario intestinal desempeña un papel importante en la homeostasis metabólica. Se sabe también que la microbiota intestinal es un modulador importante de la inmunidad intestinal y que está implicada en las funciones metabólicas. Por último, se sabe que algunas células, como las células linfoides innatas de tipo 3 (ILCA3) y los linfocitos auxiliares Th17 (T helpers 17), pueden estar implicados, según el contexto, en la protección contra el síndrome metabólico. Pero la cascada de mecanismos moleculares que median entre la dieta occidental rica en grasas (High Fat Diet – HFD) y sus efectos metabólicos no se entienden totalmente.

Para colmar esta laguna, un equipo de investigadores alimentó a ratones durante 4 semanas con, o bien una HFD, o bien una dieta normal. El primer grupo desarrolló un síndrome metabólico típico, con aumento de peso, resistencia a la insulina e intolerancia a la glucosa, en comparación con el segundo. Los análisis de la mucosa intestinal y de las heces de estos ratones sobrealimentados mostraron que la dieta HFD había inducido una pérdida rápida, en la microbiota intestinal, de bacterias filamentosas segmentadas (BFS), provocando la pérdida de Th17, antes de la aparición del síndrome metabólico.

Los probióticos restablecen la protección contra el síndrome metabólico

Exploraciones sobre la implicación de otras células inmunitarias, como los ILCA3 o los linfocitos T CD4, permitieron a los investigadores afirmar que las células Th17 eran necesarias para la protección contra el síndrome metabólico por la microbiota intestinal. Estas exploraciones complementarias también pusieron de manifiesto que la pérdida de la homeostasis de las células Th17 por eliminación de las BFS estaba efectivamente implicada en el efecto negativo de la dieta HFD.

Después los investigadores administraron BFS directamente por sonda a los ratones durante 4 semanas, lo cual dio lugar a:

• Recuperación significativa de las Th17 y de su expresión en el intestino.
• Disminución de la inflamación intestinal.
• Pérdida de peso.
• Protección contra la resistencia a la insulina

Por lo tanto, una dieta microbiana que estimule las células Th17 podría mejorar el síndrome metabólico y la obesidad diabética al recalibrar la homeostasis inmunitaria intestinal.

El azúcar, ¿principal culpable de los efectos dañinos de la alimentación occidental?

Sin embargo, sabiendo que la alimentación occidental es rica en grasas, pero también en azúcares, los investigadores además compararon el efecto sobre los ratones de la dieta HFD (25% de azúcares, entre ellos sacarosa y maltodextrina, frecuentes en las golosinas y los refrescos) con otra muy pobre en azúcares (3-6%). Observaron que el azúcar reducía indirectamente las células Th17 a través de una modificación de la microbiota intestinal, a saber, un aumento de ciertas bacterias como Faecalibaculum rodentium a expensas de las BFS que inducen las células Th17.

¿Una dieta para solucionar el síndrome metabólico? No es tan sencillo…

Si bien el azúcar basta por sí solo para provocar la pérdida simultánea de BFS y linfocitos Th17, la eliminación del azúcar de la dieta solo puede aportar un beneficio terapéutico en presencia de células inmunitarias apropiadas en el intestino: un simple cambio de dieta podría ser insuficiente en algunas personas. Según los investigadores, sus trabajos demuestran que una red compleja de interacciones entre alimentación, microbiota intestinal y células inmunitarias regula el síndrome metabólico, la obesidad y la diabetes de tipo 2. Por lo tanto, el tratamiento de estas enfermedades no puede ser idéntico para todos los pacientes y, en el futuro, los enfoques terapéuticos de precisión deberán tener en cuenta las variaciones interindividuales del sistema inmunomodulador de la microbiota intestinal.