“En la era de la medicina de precisión, debemos estudiar nuestros microbios y sus genes”

Jeffrey Gordon (EE UU, 1947) acude a la entrevista con bacterias gigantes estampadas en la corbata. El biólogo luce los microorganismos por fuera, pero todas las personas los llevamos dentro, como recuerda nada más llegar. “Yo prefiero el sillón, usted y sus decenas de trillones de microbios pueden tomar el sofá”, dice con una sonrisa, pero totalmente en serio. Gordon, director del Centro para las Ciencias Genómicas y los Sistemas Biológicos, de la Universidad de Washington en St. Louis, está de paso por Bilbao para recoger su Premio Fronteras del Conocimiento en la categoría de Biología y Biomedicina.

Más información

La crisis del clima y de la biodiversidad, foco de la ceremonia de los Premios Fronteras

Premio para el biólogo que descubrió la simbiosis humana con las bacterias

La Fundación BBVA le ha otorgado este galardón de 400.000 euros por descubrir el papel fundamental que juegan las bacterias del intestino en la salud. Este conjunto de organismos —llamado la microbiota— desempeña funciones, por ejemplo digestivas, que no posee el ser humano, y por lo tanto alterar su composición puede causar enfermedades. Las bacterias no son siempre enemigas; tal y como describe Gordon, las personas somos “una espléndida colección de partes humanas y microbianas” que viven en simbiosis.

Aunque gran parte de nuestros microbios se concentra en el intestino, su influencia llega incluso al cerebro: “Se han encontrado diferencias entre las comunidades microbianas de distintos grupos de individuos que se asocian con trastornos del desarrollo neurológico como el autismo, y también enfermedades degenerativas como el Párkinson”, dice Gordon. Sin embargo, la disciplina está en pañales, y todavía son necesarios “estudios bien controlados, primero con modelos animales y posteriormente en personas, para determinar si estas diferencias en la comunidad microbiana son la causa o el efecto de las enfermedades”, aclara.

Según Gordon, “mucho trabajo se basa en trasplantar microbiota de individuos enfermos a ratones criados en condiciones estériles”. Si el roedor desarrolla síntomas de la enfermedad del donante, como por ejemplo ha ocurrido en estudios de obesidad o de depresión, los científicos tienen “prueba de causalidad”. Entonces empieza lo que Gordon describe como “un viaje difícil, para averiguar cómo interactúa la comunidad de microbios con el huésped en la producción de esa enfermedad”.

Bacterias para curar la desnutrición

Gracias a este método, su laboratorio descubrió que la inmadurez de la flora intestinal en los niños desnutridos es causa y no solo consecuencia de su inanición. El hallazgo suscita dos preguntas: ¿Por qué motivos tienen carencia de microbios los niños desnutridos? Y, ¿basta con una correcta alimentación para curarlos? A la primera cuestión, el biólogo responde que “hay muchas caminos posibles que llevan al desarrollo deficiente de la microbiota, como enfermedades diarreicas o el abuso de antibióticos”, a menudo en combinación con una dieta pobre.

Para salvar a los niños de la malnutrición, no vale con un menú completo. Ni siquiera vale con un alimento terapéutico, como la hiper-calórica pasta de cacahuetes que envían las asociaciones humanitarias a países desolados por la hambruna; hay que reparar la comunidad microbiana del tracto digestivo, asegura Gordon. Su propio equipo, financiado por la Fundación Bill & Melinda Gates, trabaja en Bangladesh, donde trata de aplicar los resultados preclínicos de ratones al tratamiento de pacientes reales.

“Ninguno de los alimentos terapéuticos que se administran actualmente se ha diseñado con consideración o entendimiento de los efectos para desarrollo de la microbiota”, denuncia Gordon. Para restaurar la flora intestinal, existen dos opciones. La intervención probiótica trata de administrar directamente los microbios buenos de los que carecen los pacientes, y es “una tarea durísima por el coste y la dificultad de preservar esos organismos”. Él se ha decantado por la intervención prebiótica, que consiste en proporcionar “alimentos baratos y aceptados en su cultura que contengan nutrientes clave de los que se alimentan las bacterias beneficiosas”.

Probióticos de última generación

En el futuro, los probióticos serán microbios derivados del intestino humano, “bacterias que han evolucionado en el tracto digestivo y tienen funciones especializadas”, dice Gordon. Por ahora, el científico asegura que los probióticos suelen ser microorganismos procedentes de fermentos lácteos, con una dudosa capacidad para “instalarse y persistir en las paredes del tracto digestivo”. “No me preocupo tanto por el posible riesgo para la salud de tomarlos, sino que me preocupo por las propiedades que se los atribuyen, y también por lo consistente que sea el proceso de producción. ¿Son viables todos estos organismos? ¿Conocemos sus secuencias genómicas?”.

Ya existen estudios clínicos avanzados con “probióticos de última generación”. “Una empresa de California, llamada Evolve BioSystems, trabaja con un organismo muy presente en la microbiota de los bebés que se llama Bifidobacterium longum subespecie infantis. Esta bacteria tiene un arsenal de enzimas para digerir la leche materna, y es fundamental para el desarrollo del sistema inmune. La bacteria no está presente en muchas madres hoy en día, así que ellos están haciendo una labor análoga a la restauración ecológica: mediante terapia celular administran la bacteria a los hijos de madres que no la tienen”.

Microorganismos maternos

La herencia materna de la microbiota es un asunto de intenso debate científico. “Nuestra hipótesis, que compartimos con otros grupos de investigación, es que la formación de una microbiota robusta al comienzo de la vida determina factores biológicos y la salud a largo plazo”, dice Gordon. Cambios como el que realizan los bebés que pasan de lactancia a fórmula infantil pueden tener consecuencias que afectan a su desarrollo microbiano. En la opinión del biólogo, “no estamos emitiendo recomendaciones concretas basadas en nuestro conocimiento de biología de la microbiota y del desarrollo”.

Incluso antes de la lactancia, los recién nacidos suelen exponerse a los microbios de su madre durante el parto. De hecho, algunos estudios observan que los bebés que nacen por cesárea tienen mayor riesgo de sufrir alergias, asma, diabetes u obesidad, lo cual ha dado lugar a la práctica de la siembra vaginal o microparto, que consiste en aplicar flujos vaginales a recién nacidos para facilitar la transferencia de bacterias. “Se observan diferencias en la ecología microbiana —por ejemplo del intestino— entre los bebés que nacen por cesárea y los que nacen por la vagina”, reconoce Gordon. Pero es escéptico: “Ahora bien, si esas diferencias persisten o no… depende mucho de cómo se haya diseñado el estudio científico. Tendremos que esperar a mejores resultados”.

Trasplantes fecales terapéuticos

Los trasplantes de microbiota fecal, proveniente de donantes sanos, también han curado casos dramáticos de colitis donde fallaban todos los tratamientos convencionales. Pero la terapia es experimental y no exenta de riesgos; este mismo mes falleció un paciente al contraer una infección de E. coli resistente a los antibióticos de esta forma. En EE UU, la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) ha detenido estudios clínicos de trasplante fecal ante el peligro. “Están muy preocupados por la falta de estandarización en la selección de donantes”, dice Gordon.

La solución pasará por “crear un cultivo bien definido de organismos del tracto digestivo, cuyos genomas se han secuenciado para asegurarse de que no hay genes virulentos o que confieran resistencia a los antibióticos”, dice. La FDA, y otras instituciones reguladoras análogas, también tienen por delante la dura tarea de poner orden al caos en que se ha convertido la publicidad de los probióticos. Según avanza la ciencia, se difumina la frontera entre la comida y el medicamento: “¿Deberían clasificarlos [los probióticos] como alimentos convencionales, como suplementos alimenticios, como alimentos medicinales o como medicamentos? Todo depende de las propiedades que se les atribuyen”, explica Gordon.

La gente rica es pobre en microbios

Lo que está claro para el biólogo es que los doctores ya no pueden ignorar nuestras bacterias. “En la era de la medicina de precisión, estamos intentando entender en mucha mayor profundidad los determinantes de nuestros atributos biológicos; a esa ecuación hay que añadir los microbios y sus genes”, sostiene. “No es un concepto nuevo, hace 100 años ya se preguntaban hasta qué punto los microbios determinan nuestra salud. Lo que es nuevo es la caja de herramientas para estudiarlos, ahora podemos usar nuevas tecnologías como la secuenciación del ADN”.

No existe un patrón de comunidad microbiana ideal para todo el mundo, pero sí es posible “describir el prototipo de microbiota saludable para una población concreta”, según Gordon. “En Occidente se ha perdido diversidad de especies de microbios. La ecología nos enseña que la pérdida de diversidad crea vulnerabilidad, empeora la capacidad del sistema de resistir cambios. Creo que los alimentos procesados que consumimos y el uso abusivo de antibióticos ponen en riesgo la diversidad”. Con los nuevos conocimientos, reparar esta biodiversidad estará en nuestras manos. “Habrá muchas aplicaciones”, concluye Gordon: “Se ha abierto una puerta”.