Avances en el conocimiento del microbioma humano

Universidad de Sevilla Facultad de Farmacia AVANCES EN EL CONOCIMIENTO DEL MICROBIOMA HUMANO LETICIA LÓPEZ VALENCIA 2 Universidad de Sevilla Facultad de Farmacia Trabajo Fin de Grado Grado en Farmacia AVANCES EN EL CONOCIMIENTO DEL MICROBIOMA HUMANO LETICIA LÓPEZ VALENCIA SEVILLA, A 16 DE JUNIO DE 2017 Tutora: MARÍA DE LOURDES MORENO AMADOR Lugar de realización: DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGÍA Y PARASITOLOGÍA Tipología de trabajo: REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 3 ÍNDICE: 1. RESUMEN .................................................................................................................................6 2. OBJETIVOS ...............................................................................................................................7 3. INTRODUCCIÓN .......................................................................................................................7 3.1 FORMACIÓN DE LA MICROBIOTA: COLONIZACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS .............8 3.2 MICROBIOTA NORMAL Y FORMACIÓN .............................................................................11 3.2.1. LA PIEL ......................................................................................................................11 3.2.2 CAVIDAD BUCAL ........................................................................................................13 3.2.3 MICROBIOTA DEL TRACTO GASTROINTESTINAL ........................................................14 3.2.4. TRACTO RESPIRATORIO ............................................................................................15 3.2.5. TRACTO URINARIO ...................................................................................................16 3.2.6. TRACTO GENITAL ......................................................................................................16 4. METODOLOGÍA ......................................................................................................................17 5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ....................................................................................................17 5.1 DIABETES ..........................................................................................................................17 5.2 OBESIDAD .........................................................................................................................19 5.3. ASMA ...............................................................................................................................20 5.4. ENFERMEDAD CELÍACA....................................................................................................23 5.5 TRASPLANTE DE LA MICROBIOTA FECAL ..........................................................................26 6. CONCLUSIONES ......................................................................................................................26 7. BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................................28 4 ÍNDICE FIGURAS: Figura 1. Factores que influyen en el desarrollo del microbioma ................................................9 Figura 2. Cambios en la composición de la microbiota gastrointestinal a lo largo de la vida .....10 Figura 3. Microorganismos representativos de la microbiota normal de las diferentes partes del ser humano. .................................................................................................................11 Figura 4. Principales factores implicados en la aparición de diferentes enfermedades .............18 Figura 5. Esquema que ilustra los factores complejos que afectan el microbioma pulmonar en el asma. ..............................................................................................................................21 Figura 6. Interacción de la microbiota con otros factores que influyen en la suceptibilidad a sufrir asma y sus manifestaciones ......................................................................................22 5 ÍNDICE TABLAS: Tabla 1. Microbiota representativa del Tracto Respiratorio Superior. .......................................15 Tabla 2. Composición microbiana de muestras fecales obtenidas en un estudio usando un grupo de personas celíacas en comparación con un grupo control ...................................25 Tabla 3. Distribución de parásitos encontrados en muestras de heces de celiacos en un estudio comparativo utilizando un grupo control sano ..................................................................25 6 1. RESUMEN En los últimos años, los avances en el conocimiento del microbioma humano han supuesto una revolucionaria respuesta a algunas preguntas sin contestar referidas al desarrollo y padecimiento de determinadas enfermedades. El microbioma es el conjunto de los microorganismos y los genes de éstos que conforman nuestro cuerpo, con el que vive en simbiosis y al que aporta salud y protección. La composición del microbioma varía en cada parte del cuerpo humano, por tanto, distinguiremos entre microbioma del trato gastrointestinal, de la cavidad oral, del tracto reproductivo, de la piel y de los pulmones. Aunque sería ideal que siempre estuviera en equilibrio, existen ocasiones en las que se ve alterado, produciéndose una situación de disbiosis, pudiendo aparecer alguna enfermedad en consecuencia. Es de elevada importancia entender cómo el microbioma puede afectar a las funciones fisiológicas básicas, influyendo, por tanto, en la calidad y en la esperanza de vida. A pesar de que enfermedades como la diabetes, la obesidad, el asma o la enfermedad celíaca han existido siempre, no ha sido hasta ahora que se ha acusado a la alteración del microbioma como posible factor desencadenante de las mismas. Este descubrimiento ha sido crucial debido a la gran prevalencia de dichas enfermedades y a los nuevos casos que cada año se diagnostican. Estudios recientes han comprobado un disbalance en el microbioma observando, por ejemplo, un aumento en el número de especies del género Bacteroides en la diabetes o de Candida sp. y Saccharomyces sp. en el caso de la enfermedad celíaca. De la misma manera, se ha observado una relación entre la aparición de un brote de Chlamydophila pneumoniae con el desarrollo de una bronquitis en pacientes asmáticos así como una disminución de Bifidobacteria y Lactobacillus en los obesos. Todo ello ha llevado a la preocupación por conseguir nuevas terapias, como es el caso del trasplante fecal, y por estudiar cómo podemos disminuir las posibles alteraciones de la microbiota actuando en los hábitos de vida. Este trabajo comprende una revisión actualizada de los últimos hallazgos en el microbioma humano. Se ha abordado la relación de la composición del microbioma con la presencia/ausencia de determinadas enfermedades, así como la actual situación de abuso de antibióticos que está afectando significativamente a la microbiota del huésped. 7 Palabras clave: Microbioma, microbiota intestinal, disbiosis. 2. OBJETIVOS Este Trabajo Fin de Grado tiene como objetivo describir cómo se ha llegado al conocimiento actual sobre el microbioma humano y la descripción de los avances más recientes. Esto se ha llevado a cabo mediante una serie de objetivos específicos: - Conocer el origen, la formación y el desarrollo de los microorganismos que componen nuestro microbioma. - Dilucidar qué beneficios y perjuicios reporta el microbioma a nuestro organismo. - Revisar los últimos avances y proyectos que se están llevando a cabo sobre el microbioma humano. - Correlacionar la presencia/ausencia de estos microorganismos con el desarrollo de ciertas enfermedades. 3. INTRODUCCIÓN Existen en la actualidad dos conceptos que, aunque a priori parecen equivalentes, es importante diferenciar: microbiota y microbioma. La microbiota consiste en un conjunto de microorganismos que viven en simbiosis con el cuerpo humano proporcionando salud y protección y que, en ocasiones, puede resultar patógena y causar una enfermedad (Finotello y col., 2016). Sin embargo, el microbioma hace referencia no sólo a los microorganismos, sino también a sus genes y cómo estos pueden beneficiar y afectar al organismo humano (Fujimura y Lynch, 2015; Kunc y col., 2016). Los microorganismos y los genes asociados a éstos, transmitidos de madre a hijo y desarrollados durante la vida, llevan a cabo una función vital: el buen funcionamiento de nuestro organismo y la prevención de padecer determinadas enfermedades. Recientes estudios indican que el manejo del microbioma en el embarazo, nacimiento y durante el desarrollo de la vida es la puerta hacia la formación de un organismo saludable (Dietert, 2014). No ha sido hasta recientemente cuando se ha estudiado a fondo la influencia del microbioma en el funcionamiento de nuestro organismo gracias al Proyecto Microbioma Humano (HMP en inglés), basado en el uso de la metagenómica y las más novedosas técnicas 8 de secuenciación del ADN. Además de conocer el ADN, la metagenómica permite conocer cómo reacciona una población de microorganismos ante determinados factores y estímulos. Gracias a este proyecto, hemos conseguido ampliar nuestros conocimientos en cuanto a la relación existente entre los cambios en el microbioma y la salud (http://medmol.es/glosario/microbioma/). La microbiota es diferente en cuanto a cantidad y diversidad en cada parte del cuerpo humano (Tabla 1) y, cuando hay un disbalance en el microbioma, aparecen enfermedades. 3.1 FORMACIÓN DE LA MICROBIOTA: COLONIZACIÓN DE LOS MICROORGANISMOS A pesar de que en el siglo XX se creía que el feto se desarrollaba en un útero estéril y que adquiría la microbiota normal únicamente a través del parto, se cuestionó recientemente su veracidad (Sampaio y Monteiro, 2014). Estudios anteriores comprobaron la existencia de diferentes bacterias en el cordón umbilical, el líquido amniótico o el meconio, como las especies del género Enterococcus, Escherichia y Staphylococcus, lo que demuestra la falta de esterilidad en el útero materno (Jiménez y cols., 2005). Además, Jiménez y cols. (2008) hicieron un estudio en ratones en el cual utilizaron cepas de E. faecium aisladas de leche humana y las inocularon oralmente en un grupo de ratones preñados. Tras analizar el meconio, a diferencia del grupo de ratones que no fue inoculado, se observó la presencia de dicho microorganismo en el meconio de las crías nacidas por cesárea un día antes de la fecha de su nacimiento. A pesar de esta vía de transmisión, es a partir del nacimiento cuando nos vemos expuestos a una gran diversidad de microorganismos y comienza una etapa de colonización importante. La formación de la microbiota se adquiere por primera vez de forma abundante a través de la madre en el momento del parto, ya sea vaginal o por cesárea, y ésta puede ir cambiando a lo largo de la vida según factores externos, como la alimentación, la edad, la ingesta de antibióticos, etc. (Figura 1). Por tanto, la primera etapa de desarrollo de la microbiota es fundamental tanto para tener una buena salud como para tener un alto riesgo de padecer una futura enfermedad, siendo importante destacar el papel de la madre en la transmisión de la microbiota a su hijo (Morgan y cols., 2012; Koleva y cols., 2015). 9 Figura 1. Factores que influyen en el desarrollo del microbioma (Modificado de Ussar y cols., 2016). Aunque el desarrollo de la microbiota intestinal depende de la alimentación en gran medida, la forma en la que nace el bebé es uno de los factores más importantes (Figura 1). Los neonatos nacidos por parto natural tienen un conjunto de microorganismos similares a la microbiota vaginal y epitelial de la madre, así como los microorganismos que estén en el ambiente (aire, manos de médicos y personal sanitario, etc) (Ussar y cols., 2016). Los microorganismos más frecuentemente encontrados son Acinetobacter sp., Bifidobacterium sp., Staphylococcus sp., Lactobacillus sp, etc. Sin embargo, en los bebés nacidos por cesárea, la microbiota se establece más tarde, puesto que únicamente depende del ambiente externo. Además, se ha comprobado que son más susceptibles a adquirir ciertos patógenos. En este caso la microbiota es similar a la microbiota de la piel de la madre, encontrándose microorganismos del género Staphylococcus, Corynebacterium y Propionibacteium (Pandey y cols., 2012; Sampaio y Monteiro, 2014). Estudios recientes realizados por Hansen y cols. (2014) utilizando crías de animales revelaron que el tipo de nacimiento afecta, además del desarrollo de la microbiota normal, al desarrollo del sistema inmune. Así, aquellas crías nacidas por cesárea presentan un menor número de células T reactivas que conforman el sistema inmunológico y esto puede estar relacionado a largo plazo con la aparición de enfermedades autoinmunes, como la diabetes tipo 1. La primera exposición a los microorganismos es, por tanto, muy importante para la buena salud del individuo. Por otro lado, otro de los factores importantes que actualmente afectan a nuestra microbiota son los antibióticos (Figura 1). Según estudios realizados por Pérez y cols. (2012) a pesar del éxito de los antibióticos en el tratamiento de infecciones bacterianas, estos producen NACIMIENTO DIETA SUSCEPTIBILIDAD DEL HOSPEDADOR EXPOSICIÓN FAMILIAR ANTIBIÓTICOS 16 Tracto respiratorio inferior (TRI): El TRI es estéril en las personas sanas a pesar del gran número de microorganismos potencialmente capaces de alcanzar esta región durante la respiración. Sólo las partículas de un tamaño inferior a 10 µm alcanzan los pulmones. No obstante, algunos patógenos pueden alcanzar esta región y causar enfermedades, principalmente bronquitis, neumonías e infecciones pleurales (Madigan y cols., 2009). 3.2.5. TRACTO URINARIO En el tracto urogenital femenino y masculino la vejiga es estéril, pero las células epiteliales que revisten la uretra son colonizadas por bacilos y cocos gram-negativos aerobios facultativos. La mayoría de ellos proceden de la piel y, en el caso de la mujer, también de la vagina, como por ejemplo Lactobacillus sp., Bacillus sp., Corynebacterium sp., Staphylococcus sp., Streptococcus sp. o algunas enterobacterias (Forbes y cols., 2004; Madigan y cols., 2009). 3.2.6. TRACTO GENITAL La microbiota normal de este tracto genital se puede dividir en microbiota uretral y vaginal. La microbiota uretral, es diferente en el hombre y en la mujer debido a las diferencias anatómicas entre ellos. En el hombre, la orina lava la uretra y esto favorece que la microbiota sea escasa y, con ello, que el riesgo de infecciones sea también bajo. Sin embargo, en la mujer no ocurre de esta manera debido a la cercanía entre la vulva y el ano, permitiendo el establecimiento de una microbiota estable y favoreciendo la aparición de infecciones. Además, la orina no lava la vagina y la uretra tiene una longitud muy pequeña que facilita la llegada de microorganismos no deseables (Suárez, 2013). La microbiota vaginal suele variar en función del pH y la concentración de estrógenos. A pesar de ello, en la edad fértil destaca el género Lactobacillus, como L. gasseri o L. jensenii, que protegen la mucosa frente a patógenos (Martín y cols., 2008). Son bacterias anaerobias aerotolerantes, por lo que soportan durante un tiempo limitado tensiones de oxígeno no superiores al 8%, aunque no pueden multiplicarse en dichas condiciones. En el período de gestación, se combina una disminución de pH junto con un aumento en la concentración de lactobacilos, de manera que se protege la mucosa vaginal aún más. Finalmente, en las mujeres menopáusicas, disminuye la carga microbiana a gran escala, volviendo a predominar la microbiota intestinal y de la piel (Álvarez-Calatayud y cols., 2015). 17 4. METODOLOGÍA Este Trabajo Fin de Grado es una Revisión Bibliográfica y, para su realización, se han realizado consultas en diferentes artículos de revistas científicas obtenidas a través de: Pubmed, ISI web of Knowledge, Public Library of Science (PLOS), Medline, Science direct, IntraMed. También se han consultado libros de texto de microbiología así como páginas web. Las palabras clave para la búsqueda han sido: microbiota, microbiota description, microbiome, human microbiome, oral microbiota, intestinal microbiome, microbiota upper respiratory tract, gut microbiome, autoinmune diabetes, microbiome and diabetes, microbiome and obesity, microbiome and asthma, asthma, Los criterios de selección o filtros utilizados fueron: review, free full text, 5 years. Clinical trial. 5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Diferentes estudios han permitido el avance actual en el conocimiento y uso del microbioma humano para conocer más sobre ciertas patologías. Dichos estudios recientes empiezan a perfilar la asociación existente entre la disbiosis en la microbiota y la aparición de ciertas enfermedades. Las alteraciones en la microbiota podrían explicar en parte alguna de las enfermedades y sus síntomas como son la diabetes, el asma, la obesidad, la enfermedad pulmonar crónica o la enfermedad celíaca. Actualmente, el entendimiento de cómo la microbiota normal afecta a las funciones fisiológicas básicas es crucial para conseguir aumentar la calidad de vida de las personas. 5.1 DIABETES La Diabetes Mellitus (DM) es un trastorno metabólico crónico, multicausal, que se caracteriza por la presencia de hiperglucemia y la falta de secreción o acción de la insulina (Nielsen y cols., 2014). Existen dos tipos: DM tipo 1 y DM tipo 2. La DM tipo 1 es una enfermedad autoinmune que consiste en la destrucción de las células secretoras de insulina (células beta, localizadas en el páncreas) debido a la acción de linfocitos T. De esta manera, no hay producción de insulina y se ve alterado el metabolismo normal del cuerpo, produciéndose una situación de cetoacidosis. Sin embargo, en la DM tipo 2 las causas principales son la obesidad, que cursa con un estado de inflamación y expresión anormal de los mediadores de la inflamación, y a un 18 defecto en la capacidad secretora de la insulina o una resistencia a la acción de la misma, de manera que no se utiliza de forma adecuada (insulinoresistencia) y cursa sin cetoacidosis. (Larsen y cols., 2010; García y cols., 2017). Aunque la etiología de esta enfermedad puede estar relacionada con la genética de la persona, la dieta y otros factores ambientales como los antibióticos, se ha observado una fuerte relación entre la presencia de la microbiota y la aparición de la enfermedad (Figura 4) (Ussar y cols., 2016; Paun y cols., 2016). Figura 4. Principales factores implicados en la aparición de diferentes enfermedades (Ussar y cols., 2016). El páncreas está interconectado con el intestino, de manera que el microbioma del intestino puede provocar ciertos efectos en el páncreas, influyendo en el metabolismo y la inmunidad del organismo. Las bacterias que conforman la microbiota tienen un papel importante y es que participan en la defensa contra patógenos y en la digestión de determinados polisacáridos, produciendo importantes metabolitos como acetatos o propionatos, los cuales intervienen en procesos de modulación de secreción de insulina, u otros como los ácidos biliares que influyen en el metabolismo o en funciones neuronales (Ussar y cols., 2016). Así, un cambio en la microbiota intestinal puede conllevar a una alteración de la secreción de insulina y a la aparición de enfermedades como la diabetes. Estudios recientes basados en la técnica de la PCR y la “tag-Encoded Pyrosequiencing” de la región V4 del ARNr 16S han demostrado la existencia de una microbiota diferente en personas sanas y en personas con DM tipo 2. Para llevar a cabo este estudio, se eligieron 18 personas con DM tipo 2 y otras 18 personas sanas en un amplio rango de edad. Al obtener las secuencias de la región V4 se observó que eran mayores en el caso de las personas con DM tipo 2, aunque no diferían en la composición principal de la microbiota. Sin embargo, la 19 variabilidad bacteriana entre los sujetos enfermos era mucho menor que en comparación con los controles. Las secuencias obtenidas se dividieron en cinco phylum: Firmicutes, Bacteroides, Proteobacteria, Actinobacteria y Verrumicrobia, siendo los dos primeros los más numerosos. Además, al comparar con los enfermos se observó que el phylum Firmicutes predominaba en los controles, mientras que sucedía al contrario con Bacteroides y Proteobacteria. Todo esto sustenta que, efectivamente, la microbiota está relacionada con la aparición de la enfermedad. Además, se ha correlacionado una mayor cantidad de especies del género Bacteroides en ratas que han desarrollado previamente una DM tipo 1 (Larsen y cols., 2010). 5.2 OBESIDAD La obesidad es una enfermedad crónica, de origen multifactorial, que consiste en un acúmulo excesivo de tejido adiposo. Esta enfermedad supone un factor de riesgo de elevada importancia para las enfermedades cardiovasculares y para la diabetes. Actualmente, el aumento de los casos de obesidad es mayor en los países desarrollados en los que prevalece un estilo de vida sedentario y el consumo de comidas rápidas. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS) 1,9 billones de personas tienen sobrepeso y de ellas 600 millones son obesos. Sin embargo, también es posible que la causa sea de origen microbiológico, en concreto que radique en nuestra microbiota (Harakeh y cols., 2016). Aunque la obesidad está estrechamente relacionada con la genética, la dieta y el estilo de vida, se ha estudiado la microbiota como posible causa de la misma. Ésta juega un papel importante en la utilización de manera eficiente de la energía obtenida a través de la dieta; y es esta dieta la que puede, en ocasiones, cambiar la composición y la diversidad de la microbiota. Estudios recientes realizados por Karakeh y cols., (2016) han demostrado que una dieta rica en grasas puede cambiar la composición de la microbiota en ratones, que se traduce en una disminución en los niveles de Bifidobacterium y Lactobacillus, que actúan como barrera frente a infecciones, dejando sin protección nuestro organismo. De la misma manera, se observó un aumento en los niveles de Firmicutes y Proteobacteria, incluyendo especies patógenas. Otros estudios realizados por Moreno-Indias y cols., (2014) comprobaron que uno de los factores de riesgo para el desarrollo de obesidad en la infancia era Staphylococcus aureus, encontrado en las heces de los niños. Además, han desvelado que en la microbiota de pacientes obesos se encuentran especies del dominio Archaea que oxidan el hidrógeno producido por bacterias como Prevotella. Esta utilización del hidrógeno acelera la 20 fermentación de los polisacáridos de la dieta, provocando que la energía acumulada por el individuo sea mayor (Zhang y cols., 2009). Actualmente, cabe destacar la importancia de los prebióticos y probióticos, que alteran la composición de la microbiota intestinal de manera positiva al mismo tiempo que pueden controlar el apetito o el peso. Los prebióticos son aquellas sustancias que van a favorecer el desarrollo de la microbiota normal, mientras que los probióticos son aquellos microorganismos que conforman la microbiota y que proceden del exterior. Se ha estudiado el efecto de los prebióticos, ayudando a disminuir los valores de Firmicutes (aumentados en las personas obesas) y aumentando los de Bacteroides. También se ha visto que tienen un efecto positivo sobre diferentes parámetros que afectan a la obesidad, como el desarrollo de tejido adiposo o el estrés oxidativo, y la estimulación del crecimiento de Akkermansia muciniphila, que a su vez estimula el sistema endocannabinoide, implicado en procesos como la permeabilidad intestinal o procesos inflamatorios (Dahiya y cols., 2017). 5.3. ASMA El asma es una enfermedad de tipo crónica que afecta al aparato respiratorio y que consiste en una hiperreactividad especial de los bronquios hacia un determinado estímulo. Es una enfermedad que aparece de forma brusca y que se repite en el tiempo. Cursa con broncoespasmos, hipersecreción de mocos e incluso inflamación de los bronquios (http://www.who.int/respiratory/asthma/es/). Hasta ahora se conocía que los factores desencadenantes del asma podían ser tales como los alérgenos, las infecciones (resfriado común, sinusitis), el estrés, los fármacos, etc (Figura 5), pero actualmente existen diferentes estudios que relacionan nuevamente el papel del microbioma respiratorio e intestinal como responsables de las crisis de asma, provocando un desorden en el aparato respiratorio (Huang y cols., 2015; Sullivan y cols., 2016). 21 Figura 5. Esquema que ilustra los factores complejos que afectan el microbioma pulmonar en el asma. El microambiente pulmonar selecciona microbios específicos que cambian en el asma debido a factores ambientales, infecciones y tratamientos que modulan la cascada inflamatoria en la interfase epitelial y al correspondiente microbioma. Los asmáticos muestran un microbioma modificado con microbios pulmonares aumentados tales como Haemophilus, Neisseria, Moraxella, Staphylococcus y Streptoccoccus con Veillonella reducida, Faecalibacterium, Lachospira y Rothia sp. (Sullivan y cols., 2016). Antiguamente se creía que el ambiente que rodea los pulmones era estéril, pero con el tiempo se ha comprobado la presencia de una microbiota específica en el aparato respiratorio que varía según el estado de salud o enfermedad del individuo. Es por eso que es importante diferenciar que, aunque el pulmón contiene una pequeña cantidad de microorganismos en comparación con el tracto respiratorio superior, esta microbiota no es indicativa de enfermedad (Sullivan y cols., 2016). El estudio de la microbiota y de sus variaciones ha conducido a pensar que un cambio en la misma puede estar relacionado con el desarrollo de una enfermedad crónica, como es el caso del asma (Figura 6). 22 Figura 6. Interacción de la microbiota con otros factores que influyen en la suceptibilidad a sufrir asma y sus manifestaciones. Los componentes del sistema representado - la genética y la inmunología del hospedador, la microbiota, las exposiciones ambientales y la enfermedad del asma - son entidades heterogéneas, presentando desafíos para diseccionar con mayor precisión el papel del microbioma en el asma (Huang y cols., 2015). El epitelio de las vías respiratorias es crucial en la respuesta inflamatoria al ser una fuente de mediadores proinflamatorios. Además, las células TH2 juegan un importante papel en la inmunidad y los procesos alérgicos, donde se generan anticuerpos IgE característicos de dichos procesos, e influyen en la reactividad de los bronquios (Fujimura y Lynch, 2015). Todo ello conlleva a la obstrucción de las vías respiratorias y es posible que la terapéutica utilizada para tratar los síntomas pueda afectar a la composición del microbioma. Estudios recientes han demostrado que una alteración en el gen Bmal, que se encuentra en células presentes en los bronquios, interrumpe el ciclo de reclutamiento de neutrófilos por la vía CXCL5, lo que conlleva a una respuesta exagerada por parte del hospedador a lipopolisacáridos y a una deficiente respuesta inmune frente Streptococcus pneumoniae (Sullivan y cols., 2016). Asimismo, la idea de que una infección en los bronquios puede ser la base del asma fue sustentada por estudios epidemiológicos recientes que afirmaban la existencia de una relación entre el desarrollo de una bronquitis o neumonía con el desarrollo de un brote de Chlamydophila pneumoniae y en adultos asmáticos. Es por eso que el tratamiento con antibióticos resultaba efectivo para este “asma infeccioso”, lo que confirmaba la idea de que existe un componente infeccioso en la enfermedad del asma (Huang y cols., 2015). Anteriores estudios demostraron la presencia de Mycoplasma pneumoniae y C. pneumoniae en pacientes asmáticos, obteniéndose valores más altos que en pacientes sanos (Kraft y cols., 2002). Es por 23 esto que se afirma que una infección en los bronquios por bacterias sensibles a antibióticos podría representar un fenotipo asmático. En otros estudios basados en el estudio de la parte 16S del ARNr de muestras bronquiales de pacientes sanos y asmáticos se confirma que hay mayor prevalencia de Proteobacteria en las vías respiratorias bajas de pacientes enfermos en comparación con los sanos, lo que sugiere nuevamente que una alteración en la microbiota puede ser una característica del asma (Huang y cols., 2015). Como se ha mencionado anteriormente, el microbioma de las vías respiratorias en pacientes asmáticos está altamente relacionado con el grado de hiperreactividad de los bronquios, de manera que puede ser responsable de la aparición de procesos alérgicos. Esto fue demostrado por Goleva y cols (2013), quienes estudiaron el efecto que tenían fármacos como los corticoides en personas sanas y asmáticas, conociéndose que la respuesta frente a estos fármacos era diferente en un grupo y otro debido a la existencia de microbiomas distintos. En pacientes asmáticos predominaban microorganismos pertenecientes al phylum Proteobacteria, así como a los géneros Neisseria y Haemophilus, que poseen cadenas cortas de grupos acilos, lo que los hace más susceptibles a tener actividad endotóxica y a desencadenar, por tanto, respuestas inflamatorias en el hospedador. La causa principal del asma aquí estudiada es la microbiota, observándose especies bacterianas diferentes en personas sanas y asmáticas. Al ser una enfermedad con tanta prevalencia, es importante conocer la posible etiología microbiótica, en vistas a disminuir el número de casos anuales. 5.4. ENFERMEDAD CELÍACA La enfermedad celíaca (EC) o intolerancia al gluten consiste en una enfermedad sistémica y autoinmune producida por una intolerancia a las proteínas del gluten (gliadinas, hordeínas, secalinas, aveninas, etc) presente en los cereales como el trigo, el centeno, la cebada o ciertas variedades de avena. En la EC se produce una atrofia en la mucosa del intestino delgado, de manera que los nutrientes no pueden absorberse correctamente. Esta enfermedad es de carácter crónico y la gravedad de las lesiones producidas depende de la edad y la situación fisiológica del individuo, que mejoran al suprimir el gluten de la dieta. Se manifiesta con síntomas intestinales y extra-intestinales, como son las diarreas, los vómitos ocasionales e incluso las aftas bucales (Polanco y Ribes, 2010; Nylund y cols., 2016). 24 La principal causa de esta enfermedad es genética, en la que participan generalmente los antígenos leucocitarios humanos (HLA en inglés) DQ2 y DQ8. A pesar de que la presencia de estos genes implica un mayor riesgo de padecer la enfermedad, solo un pequeño porcentaje de los portadores llega a desarrollarla. Es por eso que el reciente aumento de casos nuevos de personas con EC se relaciona con factores de riesgo ambientales, como pueden ser la ausencia de lactancia materna, la ingestión de cantidades elevadas de gluten, la ingesta temprana de cereales en personas susceptibles genéticamente e incluso la microbiota intestinal. Estudios recientes señalan que existen unas regiones, llamadas 39 non-HLA, que están asociadas a la susceptibilidad de padecer la enfermedad y precisamente tienen relación con la microbiota intestinal. Además, se ha comprobado que alteraciones en genes no específicos de la EC pueden dar lugar a la misma por una alteración en la microbiota intestinal del hospedador. Por ejemplo, la proteína intracelular TOLLIP, implicada en el funcionamiento del receptor toll-like, está disminuida en pacientes celíacos no tratados y es responsable del estado inflamatorio característico de estos pacientes (Nylund y cols., 2016). La microbiota intestinal interviene en la respuesta inmune y en la homeostasis desde los primeros estadíos de la enfermedad, de manera que influye tanto en su desarrollo como en el daño que se produce en la mucosa. Según estudios clínicos y estudios en animales, la temprana colonización del cuerpo humano por parte de los microorganismos puede aumentar la susceptibilidad a padecer enfermedades inflamatorias crónicas así como intolerancias o alergias alimentarias. Además, es frecuente encontrar alteraciones en la composición de la microbiota intestinal en pacientes que ya tienen EC (Galipeau y cols., 2015). En el año 2014, Wacklin y cols. realizaron un estudio clínico en el que analizaron la microbiota de 18 pacientes con sintomatología persistente y a otros 18 sin ella, todos ellos bajo una misma dieta libre de gluten. Observaron que la microbiota variaba tanto en la composición como en la estructura. Aquellos pacientes con una fuerte sintomatología presentaron un mayor porcentaje en Proteobacteria, mientras que los niveles de Bacteroides y Firmicutes eran minoritarios con respecto a los enfermos sin sintomatología. De la misma manera, Galipeau y cols. (2015) observaron muestras fecales de pacientes que seguían presentando síntomas, de leves a moderados, a pesar de llevar una dieta estricta libre de gluten. En dicho estudio, participó un grupo de 45 personas celíacas que presentaban síntomas gastrointestinales y otro grupo control de personas sanas. En ambos grupos, se tomaron muestras fecales en el mismo período de tiempo y en el mismo laboratorio y se analizaron mediante técnicas de amplificación de ADN usando la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) de cada organismo detectado. El resultado fue la detección de mayor 25 cantidad de levaduras, como Candida sp. y Saccharomyces sp., en el grupo problema como se muestra en la Tabla 2. Tabla 2. Composición microbiana de muestras fecales obtenidas en un estudio usando un grupo de personas celíacas en comparación con un grupo control (Galipeau y cols., 2015). De la misma manera, se observaron en las muestras fecales del grupo de enfermos celíacos mayores cantidades exoparásitos, como Dientamoeba fragilis o Trichuris trichiura (Tabla 3). Tabla 3. Distribución de parásitos encontrados en muestras de heces de celiacos en un estudio comparativo utilizando un grupo control sano (Galipeau y cols., 2015). Estudios realizados por Nieuwenhuizen y cols. (2003) que han sido corroborados recientemente por Galipeau y cols. (2015) han puesto de manifiesto que la colonización gastrointestinal por parte de Candida promueve la aparición de una sensibilización a ciertos alimentos. Esto es así porque el factor de virulencia de este hongo (HWP1), que le sirve para adherirse a la mucosa intestinal, contiene una secuencia de aminoácidos que es casi idéntica a la proteína gliadina, principal responsable de la estimulación del sistema inmune en la celiaquía y la aparición de la atrofia en la mucosa intestinal.