El microbioma intestinal alberga más de 1.000 especies diferentes de bacterias, y muchos investigadores ahora creen que contiene la clave para desbloquear superpoderes para combatir enfermedades. Se ha relacionado con el cáncer, la diabetes, la esclerosis múltiple e incluso con la memoria y la personalidad. Sin embargo, todavía queda mucho por descubrir sobre este universo microscópico dentro de nosotros y cómo aprovecharlo adecuadamente para prevenir y tratar enfermedades.
Ahora, una nueva investigación del Instituto Hudson de Investigación Médica, en colaboración con científicos del Instituto de Biología de Sistemas de Estados Unidos y la Universidad de Monash en Australia, ha descubierto una manera de determinar qué especies del intestino son más importantes y cómo sus interacciones influyen en la salud del microbioma y la biología en general, allanando el camino para nuevos avances en el tratamiento de una variedad de problemas de salud que incluyen la enfermedad inflamatoria intestinal, las infecciones, las enfermedades autoinmunes y el cáncer.
"Un intestino sano alberga aproximadamente 1.000 especies diferentes de bacterias: una comunidad microscópica y multicultural con más de un billón de miembros individuales", dijo Samuel Forster, profesor asociado del Instituto Hudson. "Las bacterias de nuestro microbioma viven en comunidades y dependen unas de otras para producir y compartir nutrientes clave".
Los investigadores dicen que al estudiar modelos computacionales de microbiomas complejos, pueden comprender no sólo la composición y las interacciones de los microbios, sino también cómo afectan al cuerpo que los rodea.
"Desarrollamos un nuevo método computacional para comprender estas dependencias y su papel en la configuración de nuestro microbioma", dijo Foster. "Este nuevo enfoque desbloquea nuestra comprensión del microbioma intestinal y sienta las bases para nuevas opciones de tratamiento que remodelan selectivamente las comunidades microbianas".
La enfermedad de Crohn es un ejemplo, que el equipo de investigación demostró está relacionada con el sulfuro de hidrógeno en la microbiota. Los investigadores descubrieron que, a diferencia de estudios anteriores, la enfermedad fue causada por una disminución de las bacterias que utilizan sulfuro de hidrógeno, en lugar de un aumento de las especies productoras de sulfuro de hidrógeno.
Foster y su equipo tienen una relación de larga data con la empresa de biotecnología BiomeBank, con sede en Adelaida, que está investigando nuevas formas de tratar y prevenir enfermedades mediante la restauración del microbioma intestinal. A través de una colaboración entre el Instituto Hudson de Investigación Médica y BiomeBank, estos conocimientos sobre la estructura comunitaria brindarán oportunidades para la selección racional de combinaciones microbianas para intervenciones específicas.
El uso de métodos computacionales para estudiar las comunidades microbianas podría ser un paso clave para comprender cómo abordar las complejas relaciones dentro de las comunidades para realizar intervenciones de salud significativas.
"Este es un paso importante hacia el desarrollo de terapias microbianas complejas", dijo la autora principal Vanessa Marcelino. "Este enfoque nos permite identificar y clasificar interacciones clave entre bacterias y utilizar este conocimiento para predecir formas específicas de alterar la población".
Actualmente, el equipo está trabajando con la empresa de biotecnología BiomeBank para poner sus hallazgos en práctica y encontrar nuevas formas de utilizar la ecología de la microbiota intestinal para tratar y prevenir enfermedades.
"A través de nuestra colaboración con BiomeBank en el Instituto Hudson de Medicina, estos conocimientos sobre la estructura comunitaria brindarán oportunidades para la selección racional de combinaciones microbianas para una intervención específica", dijo Foster.
La investigación fue publicada en la revista Nature Communications.