Descubrieron cómo algunas bacterias del microbioma intestinal influyen en el crecimiento de los hongos
El microbioma intestinal está formado por miles de millones de microorganismos de especies diferentes. Ese inmenso conjunto incluye no sólo bacterias, sino también hongos, parásitos y virus.
Investigadores de Alemania, Dinamarca y Hungría descubrieron cómo un tipo de bacterias intestinales pueden influir en el crecimiento de hongos en las personas y publicaron el hallazgo en la revista Nature Communications.
El estudio del Instituto Leibniz de Investigación de Productos Naturales y Biología de las Infecciones (Leibniz-HKI) y sus socios colaboradores de Dinamarca y Hungría añadió otra pieza al rompecabezas de la comprensión del microbioma intestinal humano.
En una persona sana, los diferentes microbios coexisten pacíficamente, y el mayor número se encuentra en el intestino delgado y grueso, pero también en todo el cuerpo.
El microbioma se considera incluso un órgano de apoyo porque desempeña muchas funciones clave para el buen funcionamiento diario del cuerpo humano. Las bacterias presentes en el intestino dan información sobre las cantidades de hongos del género Candida potencialmente causantes de enfermedades.
Entre ellas, y sorprendentemente, se encuentran las bacterias lácticas, conocidas por su efecto protector contra las infecciones fúngicas.
El microbioma intestinal humano es una comunidad extremadamente compleja en la que diferentes microorganismos se mantienen controlados entre sí. Sin embargo, si se produce un desequilibrio debido a los antibióticos u otras influencias ambientales, las especies individuales pueden propagarse y provocar infecciones.
Los hongos del género Candida, por ejemplo, están presentes en los intestinos de muchas personas sanas. Suelen ser inofensivos, pero también pueden causar peligrosas infecciones sistémicas.
Estudiar estas interacciones en el intestino es difícil. Los varios cientos de especies de bacterias y hongos sólo pueden cultivarse parcialmente en el laboratorio, y muchas ni siquiera se conocen. Por eso, los investigadores intentaron arrojar más luz sobre el intestino mediante estudios del metagenoma.
Para el estudio publicado ahora en Nature Communications, los investigadores examinaron muestras de heces de 75 pacientes con cáncer y descubrieron que ciertas especies bacterianas aparecen siempre en mayor número cuando la cantidad de hongos del género Candida es también elevada.
“Con estos datos, desarrollamos un modelo informático que era capaz de predecir la cantidad de Candida en otro grupo de pacientes con una precisión de alrededor del 80% basándonos únicamente en las especies y cantidades bacterianas”, explicó Bastian Seelbinder, autor principal del estudio. Usaron herramientas de “machine learning” o “aprendizaje automático”.
El experto forma parte del grupo Dinámica del Microbioma liderado por Gianni Panagiotou en el instituto mencionado de Alemania. “Entre estas bacterias había sobre todo especies tolerantes al oxígeno”, añadió.
Lo que sorprendió a los investigadores no fue sólo el éxito de la predicción de la cantidad de hongos basada en las especies bacterianas presentes, sino también qué bacterias se correlacionaban con cantidades elevadas de hongos.
“Encontramos un mayor número de especies bacterianas productoras de ácido láctico, incluidas especies de Lactobacillus”, explicó Seelbinder. Es un hallazgo que no se esperaba. “Al principio me costaba creerlo, así que lo comprobé varias veces, siempre con el mismo resultado”, comentó.
Varios estudios habían demostrado el efecto protector de las bacterias lácticas contra las infecciones fúngicas. Uno de ellos lo publicó el año pasado el grupo de Panagiotou, también en la revista Nature Communications.
“El resultado demuestra una vez más lo complejo que es el microbioma intestinal humano y lo difícil que resulta descifrar las interacciones de los distintos microorganismos”, consideró Panagiotou.
Las bacterias lácticas, en particular las del género Lactobacillus, favorecen la proliferación de Candida, pero al mismo tiempo hacen que el hongo sea menos virulento. Esto podría deberse a que las especies de Candida pueden cambiar su metabolismo para poder utilizar el lactato producido por las bacterias lácticas.
Eso les da una ventaja competitiva sobre otros hongos como Saccharomyces cerevisiae, como descubrieron los investigadores en experimentos adicionales.
Sin embargo, al parecer el cambio metabólico también hace que Candida permanezca en su forma de levadura esférica, normalmente inofensiva, en lugar de formar hifas fúngicas que podrían invadir la mucosa intestinal.
“También hay indicios de que ciertos grupos de especies de Lactobacillus podrían tener efectos diferentes”, explicó Seelbinder. Para investigarlo, el siguiente paso será realizar análisis genómicos más detallados de las bacterias.
“Para el estudio actual, examinamos muestras de heces de pacientes con cáncer que corren especial riesgo de contraer infecciones fúngicas”, expresó Panagiotou. En estudios posteriores podrían incluirse muestras de sujetos sanos para desarrollar estrategias a largo plazo para pacientes de riesgo basadas en su microbioma, adelantó.
Para sus estudios, los investigadores del Leibniz-HKI cooperaron con equipos del Instituto Nacional de Neumología Korányi de Hungría, la Universidad Técnica de Dinamarca y el Hospital Universitario de Jena, entre otros.
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