La investigación, a cargo de la Universidad de Granada y la de Rutgers (EE.UU), descubrió que los microbiomas intestinales sanos y enfermos se comportan como dos estados ecológicos distintos, impulsados no por microbios individuales, sino por la forma en que compiten y cooperan las comunidades bacterianas completas.
La microbiota intestinal se asienta sistemáticamente en una de dos configuraciones: un estado diverso y competitivo asociado con la salud y otro dominado por pequeños grupos estrechamente conectados de bacterias cooperativas vinculadas a la enfermedad.
Hallazgo sobre el cáncer colorrectal
La nueva medida «podría captar este cambio, por ejemplo, utilizando muestras de heces, distinguiendo a las personas sanas de las enfermas», indicó la investigadora María Gloria Domínguez-Bello, de la Universidad Rutgers.
Para medir cómo cambian las comunidades bacterianas entre la salud y la enfermedad, el equipo desarrolló una nueva métrica: el Índice de Equilibrio de la Red Ecológica (ENBI, en sus siglas en inglés), que captura si las comunidades microbianas están dominadas por interacciones competitivas o cooperativas, según un comunicado de la Universidad Rutgers.
Al aplicarlo, la métrica separó de manera consistente a las personas sanas de los pacientes con múltiples patologías y, en el caso del cáncer colorrectal, el índice aumentó a medida que la enfermedad avanzaba.
La investigación muestra cómo surge la enfermedad cuando las comunidades microbianas se reorganizan. En el caso del intestino irritable, la infección por ‘C. difficile’ o el cáncer colorrectal, las bacterias forman grupos más cooperativos y estrechamente conectados que pueden dominar y alterar el funcionamiento normal, explicó la investigadora.
Posibles efectos en el uso de probióticos
El equipo comenzó su investigación, que publica Science, creando modelos informáticos que simulan cómo las bacterias intestinales compiten por los nutrientes e intercambian subproductos metabólicos.
Al principio solo comprobaron si el modelo podía reproducir las características básicas de los microbiomas reales, pero pronto identificaron los dos patrones antes mencionados.
Los investigadores compararon sus simulaciones con los datos de ADN de los pacientes y observaron el mismo patrón, lo que les llevó a darse cuenta de que estaban captando «algo fundamental sobre cómo se organizan esas comunidades en la enfermedad», según Roberto Corral, de la Universidad de Granada.
Los hallazgos también pueden ayudar a explicar por qué las terapias intestinales, como los probióticos y los trasplantes de microbiota fecal, a veces tienen éxito y otras fracasan.
Los tratamientos se basan normalmente en la idea de que se necesita una bacteria concreta, pero si el problema es que faltan relaciones clave entre ellas limitarse a añadir una bacteria «no sirve de nada; es necesario recrear esas relaciones», indicó el también firmante y de la Universidad de Rutgers Juan Bonachela.
«Lo interesante de los trasplantes fecales no es que se introduzcan especies», es que se introduce toda una comunidad y se mantienen las interacciones que permiten que sea saludable. «No es que ciertas bacterias tengan que estar allí. Tienen que estar allí con los socios adecuados», destacó.
Este trabajo, según Corral, abre la posibilidad de emparejar comunidades microbianas basándose en cómo encajan sus redes de interacción, lo que podría ayudar a diseñar tratamientos que se adapten al microbioma de cada paciente, en lugar de basarse en el método de prueba y error.