Ciència per a presidents

Biomedicina i biologia molecular

Viatge científic al microbioma

La salut depèn en bona mesura de l'harmonia de les cèl·lules del cos amb els bilions de microorganismes que hi viuen. Conèixer la diversitat genètica d'aquesta població microbiana és l'objectiu del Projecte Microbioma Humà, un repte científic que permetrà millorar el diagnòstic, el tractament i la prevenció de múltiples malalties, més enllà de les infeccioses clàssiques

GONZALO CASINO | 5 DE NOVIEMBRE DE 2010

Micrografia electrònica amb colors realçats que mostra a
l'espècie Salmonella typhimurium (cèl·lules vermelles) envaint
cèl·lules humanes en cultiu

La constatació que el cos humà té molts més microorganismes que cèl·lules ha obligat a escrutar amb més atenció l'univers microbià. Ja sigui sobre la pell o en les diverses cavitats del cos, hi ha bilions de microorganismes que normalment viuen en equilibri amb les nostres pròpies cèl·lules. La proporció a favor dels microbis és de 10 a 1, de manera que si fossin certes les xifres que es manegen, en el nostre cos tindríem 90 bilions de microorganismes per 10 bilions de cèl·lules pròpiament humanes.

Tota aquesta flora i fauna microbiana representa entre l'1% i el 2% del pes corporal d'una persona. Posada en una balança seria comparable al quilo i mig del cervell, l'òrgan dipositari de les nostres essències i capacitats pròpiament humanes. I encara que els mil i escaig grams de microorganismes que portem a sobre tenen un material genètic aliè, els científics comencen a considerar que són part de la nostra identitat, almenys en el sentit que sense ells no és possible entendre ni la salut ni la malaltia. Justament per aquesta raó s'han aventurat en un viatge científic per explorar el microbioma humà.

El microbioma humà es pot definir com el conjunt de genomes de la població de microorganismes (bacteris, fongs i virus) d'una persona. És clar que és molt difícil seqüenciar-los tots, però per algun lloc cal començar. Amb l'objectiu de disposar d'una col·lecció de referència, el desembre de 2007 el Govern dels EUA va llançar un programa científic de cinc anys de durada i 112 milions d'euros de pressupost, el Human Microbiome Project (HMP), que un any després va ser ampliat en un marc internacional amb la creació de l’International Human Microbiome Consortium.

Primers 178 genomes

Fruit d'aquest esforç, un grup d'investigadors vinculat al HMP va revelar en un article publicat el 21 de maig de 2010 a Science la seqüència de 178 microorganismes que viuen dins o sobre l'organisme humà. Aquestes seqüències microbianes són el primer lliurament d'una col·lecció de referència de gairebé un miler de genomes microbians (seqüenciats en el marc del HMP o d'altres programes internacionals que ja estan en marxa).

Aquestes dades genètiques, recollides en bases de dades públiques i accessibles a tots els investigadors, serviran per caracteritzar les poblacions microbianes trobades en mostres de voluntaris sans i malalts. Les zones del cos de les que s'estan prenent mostres de comunitats microbianes són cinc: el tracte digestiu, la boca, la pell, el nas i la vagina, encara que es van a ampliar a altres dues, la uretra masculina i la sang.

En el tractament i en la prevenció

Conèixer el microbioma humà és una oportunitat de millorar l'abordatge de múltiples problemes de salutL'objectiu que impulsa aquesta iniciativa científica és comprendre el paper que juga el microbioma humà en la salut i en la malaltia, que va molt més enllà de les malalties infeccioses clàssiques. L'obesitat, l'asma i la diabetis són algunes de les malalties el diagnòstic, tractament i prevenció pot canviar amb el coneixement derivat d'aquest projecte. El primer pas és descobrir la comunitat de microbis que habita en diferents zones de l'organisme, per després poder explorar com canvia aquesta població microbiana amb el temps i la malaltia.

La informació obtinguda sobre l'microbioma de la pell humana ja ha donat algunes sorpreses. Un article publicat a Science el 29 de maig de 2009 va mostrar que la diversitat de microbis de la pell humana era molt més gran del que es suposava. L'anàlisi preliminar de la població microbiana de 20 zones de la pell d'una desena de voluntaris sans va permetre identificar més de 112.000 seqüències de gens bacterians. Aquesta informació obre el camí a entendre les complexes interaccions genètiques i ambientals implicades en malalties com l'èczema, l'acne o la psoriasi.

Conèixer el microbioma humà és un repte majúscul però alhora una oportunitat de millorar l'abordatge de múltiples problemes de salut, des de les malalties de transmissió sexual a l'obesitat. En l'actual col·lecció de referència (els 178 genomes seqüenciats) s'han identificat ni més ni menys que 29.693 polipèptids o proteïnes bacterianes (un nombre més gran que el de gens humans) desconegudes fins aleshores. En els propers anys s'espera que l'anàlisi computacional de les dades de la col·lecció de referència i les mostres de voluntaris, comparats amb les dades genètiques microbians disponibles, ajudi a entendre el microbioma humà i associar la presència o absència de determinats microorganismes amb diferents malalties.

METAGENOMA
La seqüenciació genètica de microorganismes es basa en el seu cultiu previ al laboratori. Aquesta estratègia és útil per conèixer el genoma d'un microorganisme però limitada per conèixer la diversitat del microbioma humà, ja que molts dels microbis no poden cultivar-se. La possibilitat de fer una anàlisi genètica de mostres preses directament de l'ambient (la pell, el tub digestiu i altres zones) ha permès ampliar molt el focus i constatar que el microbioma és molt més gran del que es suposava. Aquesta aproximació es denomina metagenòmica i és, juntament amb l'anàlisi computacional, la pedra angular per desxifrar tota la diversitat de la població microbiana de l'ésser humà en la salut i en la malaltia.

Tòpics de l'article