Una Nueva Perspectiva en la Investigación Médica
Una de las grandes incógnitas en el ámbito médico y entre el público es entender por qué un mismo agente patógeno puede tener efectos tan distintos en diferentes individuos, llegando en algunos casos a ser crítico para su supervivencia. La pandemia de Covid-19 puso en evidencia esta variabilidad, con millones de casos leves contrastando con otros que resultaron en serias complicaciones o muerte.
El Papel del Microbioma Intestinal
Científicos del Instituto Weizmann de Ciencias, en Israel, han trabajado para encontrar respuestas a esta incógnita. Han desarrollado un método que no solo busca esclarecer esta cuestión de salud, sino también otras relacionadas con la alimentación. La base de su enfoque es “dime lo que comes y conoceré el estado de tu salud”.
Estos expertos han puesto el foco en un componente esencial de su investigación: el intestino. En un artículo publicado en la revista Cell, propusieron una técnica que analiza simultáneamente todas las proteínas presentes en una muestra fecal. Esto abarca proteínas alimentarias, propias y del microbioma intestinal.
Innovaciones en el Análisis de Proteínas
El método permite interpretar las interacciones entre estas proteínas con un detalle sin precedentes. La investigación, dirigida por Rafael Valdés-Mas, Avner Leshem, y Danping Zheng, se centró en el microbioma.
Eran Elinav del Departamento de Inmunología de Sistemas del Instituto Weizmann, señala que fueron más allá de la secuenciación del ADN, método tradicional para estudiar el microbioma. El ADN revela la presencia de bacterias y su posible actividad. En contraste, las proteínas muestran directamente la actividad bacteriana y su efecto en el organismo durante la salud y la enfermedad.
Los doctores Avner Leshem, Alon Savidor y el profesor Eran Elinav son los autores de este estudio innovador publicado en Cell. Foto: Instituto Weizmann.
El análisis de miles de genes productores de proteínas es complejo y prolongado. Para abordar este reto, el Instituto Weizmann combina la secuenciación de ADN con la espectrometría de masas para elaborar un mapa proteico más adaptado a cada paciente.
La técnica IPHOMED (siglas de Proteogenómica Integrada del Huésped, Microbioma y Dieta) permite descifrar la actividad del microbioma al indicar de qué cepas bacterianas provienen las proteínas en una muestra fecal y en qué proporciones. Además, detecta las proteínas intestinales humanas producidas en respuesta al microbioma, generando un mapa de la comunicación entre el cuerpo y sus bacterias durante la exposición a diferentes condiciones.
El estudio demostró que el intestino puede producir péptidos antimicrobianos no identificados previamente, que funcionan como antibióticos naturales, controlando el microbioma y su composición, lo que podría aclarar por qué cada persona tiene un microbioma único, influyendo en su susceptibilidad a enfermedades.
El logro fue identificar el 97% de las proteínas en cada muestra fecal. Sin embargo, el 3% restante no provenía ni del microbioma ni de tejidos humanos, sino de los alimentos. Esto sugiere que el método podría también proporcionar detalles precisos de la dieta de una persona de una manera no invasiva.
El equipo creó una base de datos con proteínas de alimentos, permitiendo determinar con exactitud, mediante muestras fecales, lo que una persona ha ingerido. En un experimento realizado con voluntarios en Alemania e Israel, identificaron un consumo similar de trigo, pero diferencias en el tipo de carne consumida.
Revolución en el Análisis Nutricional
En otras pruebas, el método pudo rastrear cambios dietéticos en personas con enfermedades gastrointestinales, identificando incluso casos de incumplimiento de dietas específicas, como la libre de gluten en personas con celiaquía. Esto resalta la precisión del método en comparación con el autoinforme tradicional, que es a menudo inexacto.
Empleando este método en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades, los científicos lo probaron con pacientes de enfermedad inflamatoria intestinal. Observaron interacciones alteradas entre el intestino y el microbioma, lo que proporcionó un entendimiento más profundo de su origen, identificando potenciales objetivos para nuevos tratamientos.
Los investigadores también descubrieron nuevos biomarcadores humanos y bacterianos que podrían optimizar el diagnóstico, evaluación y seguimiento de esta enfermedad. Según ellos, estas sondas podrían reemplazar a los biomarcadores actuales como la calprotectina.
Elinav concluye diciendo que las proteínas intestinales son las “palabras” que ayudarán a entender lo que nuestro intestino nos ‘comunica’. Esta capacidad permitirá crear intervenciones médicas y dietéticas personalizadas para enfrentar distintas enfermedades, especialmente aquellas relacionadas con el microbioma, como las inflamatorias, metabólicas, malignas y neurodegenerativas.
PS