Hacia un índice de especies clave asociado a la salud para la microbiota intestinal humana

¿Qué se sabe ya sobre este tema?

Los tratamientos basados en el microbioma intestinal (probióticos, productos bioterapéuticos vivos, pre/simbióticos, trasplantes fecales) buscan restablecer una microbiota sana, pero su éxito varía según las distintas poblaciones. Para optimizar estos enfoques, se necesitaría una definición consensuada del microbioma “sano”, difícil tarea debido a la gran variabilidad entre individuos. Sin embargo, los metaanálisis muestran a taxones sistemáticamente empobrecidos o enriquecidos en numerosas enfermedades, lo que sugiere
que los microbios pueden situarse a lo largo de un continuo de vínculos con la salud del anfitrión ^{2, 3}. Las especies que encabezan esta clasificación son las que presentan un mayor potencial: i) como agentes terapéuticos directos o para incrementar su concentración; ii) como marcadores de eficacia clínica. Así, los autores proponen crear un índice de priorida que se componga de tres criterios: asociación positiva con la salud, contribución a la estabilidad de la microbiota y gran “interacción” comunitaria. Este índice, explotable en amplios conjuntos de datos públicos, podría servir para seleccionar y evaluar de forma racional las futuras estrategias terapéuticas microbianas.

¿Cuáles son los principales resultados aportados por este estudio?

A partir de una cohorte de descubrimiento compuesta por 39 926 microbiomas intestinales procedentes de 127 cohortes (datos transversales y longitudinales que abarcan 42 países y 28 patologías diferentes), los autores elaboraron una clasificación de 201 taxones prevalentes de microbiota intestinal (detectados en un ≥5 % de las muestras en ≥50 % de las cohortes estudiadas), el “índice HACK” (Health-Associated Core Keystone Index), asignándoles una puntuación basada en tres propiedades cuantificables: i) prevalencia/asociación comunitaria en personas no enfermas; ii) estabilidad temporal; y iii) asociación negativa con la enfermedad.

El índice HACK se calculó como el producto de dos puntuaciones: i) la media de las puntuaciones de asociación de un taxón para cada una de las tres propiedades; y ii) una puntuación de recompensa que evalúa la similitud (o la distribución equilibrada) de estas tres puntuaciones entre sí. El análisis de los taxones con mejor clasificación según este orden reveló 17 taxones con un índice HACK de ≥75 % (figura 1). Todos estos taxones obtuvieron puntuaciones de ≥70 % en las tres propiedades. Entre ellos había Faecalibacterium
prausnitzii, un conocido marcador de salud del microbioma ⁴, seguido de Bacteroides uniformis. En esta lista también se encontraban varias especies de los géneros Roseburia, Alistipes y Eubacterium, además de Coprococcus catus.

A continuación, los autores demostraron la reproducibilidad de las puntuaciones individuales y del índice HACK en su conjunto volviendo a calcular las puntuaciones de asociación individualmente en cada cohorte, utilizando diferentes métodos de secuenciación (secuenciación indiscriminada o shotgun o 16S) y diferentes tipos de población (urbana industrializada en comparación con otras), y después en un conjunto de validación adicional compuesto por 14 cohortes adicionales con un total de 5498 microbiomas.

Más allá de su estrecha relación con la salud y la estabilidad de la microbiota, algunos taxones que presentan un índice HACK elevado se asocian a una respuesta favorable a distintas intervenciones terapéuticas relacionadas con la microbiota, como la alimentación mediterránea o la inmunoterapia contra el cáncer.

Con el análisis de las anotaciones funcionales de todo el genoma obtenidas a partir de 32 005 genomas que abarcaban 122 de los 201 taxones, los autores identificaron 150 familias de funciones específicamente enriquecidas y conservadas en los genomas de los taxones con un índice HACK elevado. Esto representa una amplia gama de funciones: producción de butirato/propionato con propiedades
antinflamatorias, síntesis de numerosas vitaminas, biosíntesis de aminoácidos neuroactivos como el triptófano, así como de sus derivados antinflamatorios beneficiosos como los indoles y los sulfatos de condroitina. Se pueden explorar estas funciones para comprender los mecanismos subyacentes.

¿Cuáles son las consecuencias en la práctica?

Los índices HACK se calcularon a partir de una cohorte mundial de 45 000 microbiomas intestinales que abarcaban los seis continentes, en uno de los estudios más exhaustivos hasta la fecha. Estos índices representan un avance hacia la priorización racional
de especies microbianas intestinales como herramientas terapéuticas basadas en el microbioma. Además, las funcionalidades asociadas a los índices HACK podrían ayudar a identificar las vías y las capacidades metabólicas vinculadas a la salud general y a la estabilidad del microbioma.