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Definición, origen y evolución de la microbiota humana
Las células microbianas de bacterias, arqueas, hongos, protistas y virus que colonizan las mucosas y la piel del cuerpo humano son la microbiota humana. Estas son al menos tan abundantes como las células somáticas y contienen un número de genes. En su conjunto son denominadas como microbioma, muy superior al del genoma humano. Estos estudios llevan años de antigüedad y se han realizado por cuerpos profesionales especializados en microbiología.
Se estima que existen entre 500 y 1.000 especies de bacterias en el cuerpo humano en un momento determinado. Aunque el número de genotipos únicos (cepas o subespecies) se sitúan en órdenes de magnitud superior. Cada cepa bacteriana posee un genoma que contiene miles de genes, ofreciendo una diversidad genética sustancialmente mayor que la del genoma humano.
Diferentes individuos albergan repertorios diferentes de microorganismos con densidades que varían sustancialmente, incluso entre los taxones conservados. Es limitado el conocimiento actual acerca de los factores responsables de su variación y regulación.
Es importante destacar que aún no se ha comprendido cómo la variación intrapersonal. A lo largo del tiempo, influyen en el bienestar, la preservación de la salud o el inicio y progresión de la enfermedad.
Se sabe que los cambios en el contenido genético y metabólico de la microbiota y sus interacciones con el sistema inmunitario, endocrino y nervioso se correlacionan con una amplia gama de patologías. Esto desde enfermedades inflamatorias del intestino hasta el cáncer o trastornos psicológicos tales como depresión.
Iniciativas universales para el estudio del microbioma y microbiota humano
El campo del microbioma humano experimentó notables avances en el conocimiento durante la última década. Todo ello gracias a importantes proyectos de investigación en los Estados Unidos, Europa y Asia.
El “Proyecto de Microbioma Humano” (HMP, por sus siglas en inglés) (2008-2012) es una iniciativa de los Institutos Nacionales de la Salud (NIH, Estados Unidos de América). Llevó a un esfuerzo económico histórico liderado por el Gobierno de los Estados Unidos. Esto durante el último mandato de la presidencia de Barack Obama, en 2016. “Para estudiar la vasta y en su mayoría invisible, variedad de microorganismos que prosperan en el cuerpo humano y en sus ecosistemas”.
La inversión pública de 121 millones de dólares americanos para la Iniciativa Nacional del Microbioma (National Microbiome Initiative) inspiró el financiamiento privado. Dando paso a más de 400 millones de dólares dirigidos al estudio del microbioma humano.
Surgimientos en Europa
En Europa, surgieron numerosas estrategias en paralelo; El proyecto Metagenómica del tracto gastrointestinal humano (MetaHIT) (2008-2011). Los estándares internacionales de microbioma humano (IHMS), ambos financiados por la Comisión Europea en el marco del programa 7th FP; el proyecto también europeo “My New Gut” (2013-2018); o las iniciativas francesas MicroObes: Microbioma intestinal humano en la obesidad y la transición nutricional (2008-2010) y MetaGenoPolis (2012- 2019).
Como resultado, numerosas empresas privadas se originaron sobre la base fundamental de la microbiómica humana: Map My Gut en Reino Unido, Enterome Bioscience en Francia o Second Genome, en Estados Unidos.
En Asia, el Instituto de Genómica de Beijing (BGI, China) contribuyó a la creación de un catálogo de referencia integrado del microbioma intestinal humano. Esto mediante la extensión de los repositorios HMP y MetaHIT con una gran cohorte de representantes chinos en el creciente inventario de genes del microbioma intestinal humano. Además del catálogo integrado de referencia del microbioma intestinal humano (IGC).
Estudios del microbiota y microbioma
La investigación en el campo del microbioma humano ha alcanzado un punto de inflexión; desde su mera descriptiva y correlación con estados de enfermedad hacia el desarrollo de nuevas intervenciones clínicas basadas la comprensión de mecanismos de acción.
Estos avances también han supuesto un creciente interés en medicina traslacional. Esto que ha resultado en la derivación de fondos privados no sólo hacia la investigación académica, sino también al sector privado, incluida la industria farmacéutica.
Este impulso hacia los estudios de microbioma clínico está respaldado por una revolución en la medicina personalizada. En la cual la disminución en el coste de la secuenciación ha tenido un gran impacto.
La capacidad de los humanos para caracterizar rápida y reproduciblemente el microbioma ofrece una atractiva oportunidad para desarrollar nuevos biomarcadores de diagnóstico y terapias para, por ejemplo, tratar el cáncer.
Historia evolutiva del microbioma humano
El origen evolutivo de los humanos es incierto, pero la evidencia científica actual sugiere la existencia de un ancestro microbiano universal. Las quiméricas células nucleadas conviven con un universo microscópico de descendientes del mismo antepasado común en perfecto equilibrio. Esta coexistencia pacífica es el resultado de la presencia de sofisticados mecanismos moleculares de co-adaptación que ilustran la conocida cita del biólogo evolutivo Theodosius Dobzhansky de que: «Nada en biología tiene sentido si no es en el contexto de la evolución».
La relación de simbiosis entre humano y microbiota es el resultado evolutivo de una interacción biológica en la que una o ambas partes obtienen beneficio de dicha interacción y en ningún caso existe perjuicio para los organismos implicados. La comparativa de microbiomas a través de la filogenia de los homínidos ha servido a la comunidad científica para estudiar cómo el microbioma del humano contemporáneo ha divergido con respecto a otros miembros de la familia Hominidae.
Este análisis ha revelado que los cambios en la composición del microbioma se acumularon de manera constante a medida que los simios africanos se diversificaron, pero los microbiomas humanos se han transformado a un ritmo acelerado debido a una pérdida dramática de la diversidad microbiana ancestral. Por tanto, la evidencia científica sostiene que el microbioma humano ha sufrido una transformación sustancial desde la división humano-chimpancé.
La diversidad media del microbioma humano es inferior que el de otras especies de simios. Esta tendencia no parece ser el producto de ninguna práctica cultural específica y es independiente del lugar del origen geográfico de la población humana. No obstante, existe una variación intraespecífica.
Evolución genética del microbiota y microbioma
Una explicación alternativa a la pérdida de diversidad microbiana en humanos es que los géneros Pan y Gorilla experimentaron un incremento independiente en los niveles de diversidad microbiana desde que se separaron filogenéticamente del género Homo. Sin embargo, la búsqueda de explicaciones plausibles que sostengan esta hipótesis no es directa.
En cambio, la consideración de las diferencias culturales y ecológicas entre humanos y el resto de los homínidos como causas de la reducción de la diversidad microbiana a lo largo del linaje humano es la interpretación más aceptada por la comunidad científica en la actualidad. A pesar de las marcadas diferencias entre los microbiomas de humanos y el resto de los homínidos, existe un conjunto de taxones bacterianos compartidos entre las distintas poblaciones que podrían representar el núcleo ancestral del microbioma del simio africano.
Contextualización del conocimiento
Actualmente existen investigaciones y estudios mucho más extensos que los de años anteriores, más aún si hablamos de términos de la salud. El ser humano, su cuerpo y su bienestar están en constante cambio, ya que se adapta y evoluciona a cada diferente ambiente que se le presenta.
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