Una nueva investigación proporciona pruebas adicionales del papel importante que los microbios intestinales desempeñan en la salud, al revelar que alteran la expresión génica del huésped de una manera dependiente de la dieta. Utilizando ratones, los investigadores muestran que una dieta occidental previene muchos de los cambios en la expresión génica frente a una dieta rica en plantas.
El estudio, realizado por un equipo de la Universidad de Wisconsin-Madison (UW-Madison), se publica en la revista Molecular Cell.
Los genes – tiras de ADN contenidas en los cromosomas – son el modelo para crear organismos y mantener la vida. Sin embargo, mientras que la composición del ADN es relativamente fija, los genes responden a los cambios existentes en el medio ambiente.
Es importante destacar que las interacciones con el medio ambiente no cambian los genes, pero alteran su expresión al encenderlos y apagarlos a través de etiquetas químicas en el ADN.
El conjunto completo de material genético contenido en nuestros genes se llama genoma, y la multitud de moléculas que le dicen al genoma qué hacer se llama epigenoma.
Nuestro intestino es el hogar de billones de microbios que, en conjunto, pueden pesar hasta 2 kilogramos. No sólo ayudan a digerir los alimentos a través de la fermentación, sino que en el proceso producen moléculas llamadas metabolitos que influyen en la salud y la enfermedad – por ejemplo, para mejorar la función inmune y defenderse contra la infección.
En su trabajo, los investigadores de UW-Madison explican que, aunque hemos descubierto que las colonias de microbios en nuestro intestino – denominadas colectivamente microbiota intestinal – producen una miríada de metabolitos que afectan la salud y la enfermedad, los mecanismos moleculares subyacentes son poco conocidos.
La microbiota intestinal influye en la expresión génica a través del epigenoma
Para su estudio, los investigadores usaron ratones criados con dos dietas diferentes: una rica en carbohidratos vegetales (imitando una dieta humana rica en frutas y verduras) y la otra alta en azúcares y grasas simples (imitando una dieta occidental).
Los investigadores descubrieron que un pequeño grupo de ácidos grasos de cadena corta (metabolitos producidos cuando las bacterias intestinales fermentan los nutrientes de las plantas) se comunicaban con las células de los animales hospedantes a través del epigenoma.
Uno de los investigadores, John M. Denu, profesor de química biomolécular de UW-Madison y investigador principal del Instituto Wisconsin, dice que los ácidos grasos de cadena corta, y potencialmente muchos otros, son parcialmente responsables de la comunicación con el epigenoma .
Cuando el Prof. Denu y sus colegas compararon los ratones alimentados con una dieta de estilo occidental con los de una dieta rica en carbohidratos vegetales, encontraron que la dieta al estilo occidental previene muchos de los cambios epigenéticos que ocurren en la dieta rica en plantas.
En un nuevo conjunto de experimentos, los investigadores complementaron la dieta de ratones criados en un ambiente libre de gérmenes (por lo que no tienen microbiota intestinal para comunicarse), con los ácidos grasos de cadena corta – metabolitos de la fermentación de las bacterias intestinales.
Encontraron que los suplementos de ácidos grasos de cadena corta restauraron los tipos de cambios epigenéticos observados en ratones normales criados en la dieta rica en plantas.
El metabolismo microbiano es el comunicador
El profesor Denu sugiere que sus hallazgos ayudan a mostrar que «la recolección de tres ácidos grasos de cadena corta producidos en la dieta basada en plantas, son probablemente los principales comunicadores, y observamos que no es sólo el microbio, sino el metabolismo microbiano».
Él y sus colegas también señalan que, mientras los alimentos ricos en grasa y azúcar – características de la dieta occidental – son más fácilmente digeridos, no son necesariamente una buena fuente de nutrientes para los microbios intestinales. Esto da como resultado un microbioma menos diverso, y una menor comunicación con el epigenoma.
Concluyen que sus hallazgos tienen «profundas implicaciones para comprender las complejas interacciones funcionales entre la dieta, la microbiota intestinal y la salud del huésped».
Otro resultado sorprendente del estudio es que la comunicación entre el microbioma intestinal y el huésped llega más allá del colon. Por ejemplo, el equipo encontró evidencia de comunicación con las células del hígado y del tejido graso del intestino.
«Estamos empezando a entender el mecanismo de cómo y por qué la dieta y el microbioma ínter-actúan», concluyó el Prof. John M. Denu.
Datos rápidos sobre la microbiota intestinal:
- Al igual que las huellas dactilares, la composición de los microbios intestinales es única para cada persona
- El intestino humano contiene 1.000 diferentes especies bacterianas conocidas, pero sólo 150-170 predominan en cualquier individuo dado
- El intestino de un recién nacido es rápidamente colonizado por los microbios de la madre y el ambiente de la entrega – el parto.
