El microbioma humano - INTI · Muestra biológica Aislamiento de DNA PCR 16S Secuenciación...
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El microbioma humano
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El microbioma humano
El microbioma humano
1. Microbiomas y metagenomas
2. El microbioma humano
3. Microbioma y salud
4. Otros microbiomas
El microbioma humano
1. Microbiomas y metagenomas
2. El microbioma humano
3. Microbioma y salud
4. Otros microbiomas
El inicio de la secuenciación genómica
•Las primeras tecnologías para la secuenciación del DNA se inventaron a finales de la década de los 70
•Dos grupos diferentes, el de Maxam y Gilbert en la Universidad de Harvard y el de Sanger en la Universidad de Cambridge, desarrollaron dos métodos para hacerlo
•La tecnología de Sanger ha sido la más usada; su método se basa en la separación electroforética de mezclas de productos de DNA extendidos con terminadores marcados con isótopos radioactivos
•Su uso se incremento notoriamente cuando en los 90 se usaron terminadores marcados con fluoróforos y detectores automáticos de láser
El primer genoma humano
• El gran logro de estas técnicas fue conseguir secuenciar el genoma humano
• El 15 de febrero del 2001 se publicaba en la revista Nature el primer borrador del genoma humano obtenido por el “International Human Genome Project”
• Un día más tarde, la revista Science publicaba un segundo borrador obtenido por la compañía norteamericana Celera Genomics
• En ambos casos, los datos se obtuvieron mediante la tecnología de Sanger
• Aunque fue un hito en la historia de la biomedicina, estos borradores eran muy incompletos: sólo cubrían el 90% del genoma eucromático, tenía más de 250.000 interrupciones y contenía muchos errores
Plataformas actuales
Las aplicaciones
Secuenciación de genomas
Transcriptomas
Metagenomas
Análisis de amplicones
Secuenciación de exomas
Las cifras
• A fecha de hoy ya se han secuenciado completamente y depositado enbases de datos públicas 12855 genomas de distintos organismos
• Hay otros 26231 genomas parcialmente secuenciados
• También se han secuenciado metagenomas (443 finalizados y 4155 en marcha)
http://www.genomesonline.org/cgi-bin/GOLD/index.cgi
El microbioma humano
1. Microbiomas y metagenomas
2. El microbioma humano
3. Microbioma y salud
4. Otros microbiomas
¿Qué es un microbioma?
Muestra biológica Aislamiento de DNA Secuenciación PCR 16S Bioinformática
Bact F
Bact R
162 bp
Un microbioma es la descripción cuantitativa de los distintos microorganismos que habitan un determinado nicho ecológico
¿Cómo obtenerlo?
DNA
DNA
Genoma
RegióndeInterés
Cebadoresespecíficosderegiónacapturar
CebadoresUniversalesPCRPrimariaCEBADORPCRPRIMARIA
A
B
PRODUCTOPCRPRIMARIA
PRODUCTOPCRPRIMARIA
Cebadoresespecíficosdeplataformadesecuenciación
PCRSecundariaCEBADORPCRSECUNDARIA
Productoparasecuenciar
Los resultados
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El microbioma humano
• Casi todas las partes de nuestro cuerpo contienen bacterias
• Sólo el 30% de los microorganismos presentes en las diferentes partes del cuerpo humano se pueden cultiva
• Gracias a la SGM ahora sabemos que el cuerpo humano tiene 10 veces más bacterias que el número total de todas sus células; todas ellas juntas forman el microbioma humano
• Son particularmente abundantes en la piel y en el tracto digestivo donde habitan entre 1013 y 1014 bacterias (un kilo del peso corporal de un individuo de 70 kg)
• Existe un consorcio dependiente de los NIH que está intentando describir el microbioma humano a partir de los datos de al menos 250 voluntarios; también existe un consorcio europeo denominado MetaHIT donde hay presencia española
El microbioma intestinal
• Hay diferencias en el microbioma de los distintos individuos que se deben a factores internos y externos
• Hay una microflora autóctona común a la mayoría de individuos y hay una microflora alóctona que no se encuentra en todos y que proviene de fuentes externas
• A pesar de las diferencias en la composición de su microbioma intestinal, los microbiomas de distintos individuos parecen ser funcionalmente equivalentes
• Hay una gran influencia de la dieta y, probablemente, de algunos tratamientos farmacológicos
• Aun así, muy recientemente se han definido tres enterotipos; cada uno de ellos es rico en genes implicados en rutas alternativas de generación de energía a partir de carbohidratos complejos Arumugam et al. (2011). Enterotypes of the human
gut microbiome. Nature 473: 174-180
El microbioma humano
1. Microbiomas y metagenomas
2. El microbioma humano
3. Microbioma y salud
4. Otros microbiomas
La obesidad
• La obesidad es una enfermedad crónica de origen multifactorial con un componente genético
• Es el resultado de un desbalance energético prolongado donde se ingieren más calorías de las que se eliminan
• Se caracteriza por la acumulación excesiva de grasa en el cuerpo
• Es un problema de salud mundial, tanto por el incremento de su prevalencia como porque confiere un mayor riesgo de padecer arterioesclerosis, diabetes, enfermedades hepáticas, osteoartritis, ciertos tipos de cáncer y desórdenes inmunitarios
• La OMS considera la obesidad una epidemia
Las cifras
• Desde 1980, el número de obesos en el planeta se ha duplicado
• El problema se da tanto en países ricos como en países pobres
• En 2008, 1400 millones de adultos tenían sobrepeso; dentro de este grupo, más de 200 millones de hombres y cerca de 300 millones de mujeres eran obesos
• El 65% de la población mundial vive en países donde el sobrepeso y la obesidad se cobran más vidas de personas que la insuficiencia ponderal
• En 2010, alrededor de 40 millones de niños menores de cinco años tenían sobrepeso
Genética y microbiología de la obesidad
• Se han identificado genes relacionados con la obesidad
• Algunos de ellos están conservados en la escala evolutiva
• Aun así, esta susceptibilidad genética sólo justifica parte de la incidencia de la obesidad
• Hay otros datos asociados a la ingesta que son importantes
• La microbiota que metaboliza los alimentos puede jugar un papel trascendental
The Gordon Laboratory
Los primeros datos
• En el año 2004 se demostró que la colonización de ratones libres de gérmenes con la microbiota recogida del ciego de ratones normales daba lugar a un 60% de incremento de grasa corporal, a pesar de que dichos ratones comían menos que el grupo control que no había recibido microbiota
• Dicha microbiota promovía la absorción de monosacáridos desde el lumen, dando lugar a la inducción de lipogénesis hepática de novo
• La colonización con una cepa aislada de Bacteroides thetaiotaomicron, una bacteria degradadora de polisacáridos habitante habitual del tracto digestivo humano, también producía un aumento de grasa estadísticamente significativo, aunque mucho menor al obtenido con la microbiota total
• El factor de adipocito inducido por ayuno (Fiaf) parecía jugar un papel clave; la colonización de la microbiota suprimía su expresión lo que implicaba una falta de inhibición de la lipoproteina lipasa y un aumento del almacenamiento de triglicéridos en los adipocitos
F. Bäckhed, H. Ding, T. Wang, L.V. Hooper, G.Y. Koh, A. Nagy, C.F. Semenkovich, J.I. Gordon. (2004). The gut microbiota as an environmental factor that regulates fat storage. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101: 15718-15723
Obesidad y ecología microbiana
• Un año más tarde, el mismo grupo usó ratones obesos homozigotos para una mutación en el gen que codifica la leptina (ob/ob), ratones delgados (ob/+) y sus hermanos silvestres (+/+); todos ellos se alimentaron con una dieta rica en polisacáridos
• Se analizó la microbiota del ciego de todos estos ratones utilizando amplificados del gen 16S rRNA y secuenciación capilar
• Se comprobó que los animales obesos tenían una reducción del 50% en el conteo de secuencias de Bacteroidetes y un incremento proporcional de conteos de secuencias de Firmicutes
• Los autores admitían desconocer el mecanismo responsable de este cambio, aunque aseveraban que no parecía una respuesta inmune
• En trabajos posteriores con ratones engordados por una dieta occidental obtuvieron resultados similares
R.E. Ley, F. Bäckhed, P. Turnbaugh, C.A. Lozupone, R.D. Knight, J.I. Gordon. (2005). Obesity alters gut microbial ecology. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102: 11070-11075 P.J. Turnbaugh, F. Bächked, L. Fulton, J.I. Gordon. (2008). Diet-induced obesity is linked to marked but reversible alterations in the mouse distal gutmicrobiome. Cell Host & Microbe 3: 213-223
Microorganismos y metabolismo digestivo
• La fermentación de la fibra de la dieta se lleva a cabo por interacciones entre Bacteroidetes y Firmicutes
• Como consecuencia, estos microorganismos generan ácidos grasos de cadena corta, sobre todo acetato, butirato y propionato, y también otros ácidos orgánicos como el formato y gases, fundamentalmente H2 y CO2
• La acumulación de H2 inhibe las NADH deshidrogenasas bacterianas y reduce la generación de ATP
• Estudios en fermentadores han demostrado que la eliminación de H2 por parte de bacterias metanogénicas mejora la eficiencia de la fermentación
• La pregunta es: ¿se da este mecanismo en el tracto digestivo de los mamíferos y, en particular, de los humanos?; de ser así ¿qué microorganismo(s) lo llevan a cabo?
Obesidad y mutualismo bacteriano
• En el año 2006, el grupo de Gordon decidió estudiar las interacciones de B. thetaiomicron con la arquea Methanobrevibacter smithii y la bacteria sulfatoreductora Desulfovibrio piger
• Para ello realizaron coincubaciones de dichas cepas y los controles correspondientes en ratones libres de gérmenes; los resultados fueron sorprendentes detectándose un claro mutualismo entre B. thetaiomicron y M. smithii
• B. thetaiomicron fermentaba los fructanos de la dieta generando acetato, formato y un exceso de H2
• Cuando se cocultivaba con M. smithii, esta bacteria aprovechaba los dos últimos compuestos para producir metano
• La consecuencia era la generación de un exceso de energía y la ganancia de grasa en los animales que habían recibido esa combinación de bacterias
B.S. Samuel, J.I. Gordon. (2006). A humanized gnotobiotic mouse model of host-archaeal-bacterial mutualism. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103: 10011-10116
Metagenómica del tracto digestivo
• Se analizaron por secuenciación genómica masiva (pirosecuenciación) muestras de ciego provenientes de ratones obesos y delgados
• Los resultados de nuevo indicaron un descenso de Bacteroidetes en los individuos obesos y un aumento de Firmicutes
• El ratio entre secuencias provenientes de Eubacterium rectale (Firmicutes) y B. thetaoitaomicron (Bacteroridetes) era de 7.3 en el caso de los ratones obesos y de 1.5 en los delgados
• La pirosecuenciación reveló que en los individuos obesos había un aumento de secuencias que codificaban enzimas implicados en los primeros pasos de rotura de los polisacáridos de la dieta
• La metabolómica de estos ciegos reveló un incremento en los individuos obesos de acetato y butirato
• Se transplantó microbiota de ratones a ratones libres de gérmenes; dichos ratones tuvieron un incremento de grasa superior al del grupo control que recibió microbiota de ratones delgados
P.J. Turnbaugh, R.E. Ley, M.A. Mahowald, V. Magrini, E.R. Mardis, J.I. Gordon. (2006). An obesity-associated gut microbiome with increased capacity for energy harvesting. Nature 444: 1027-1031
Los datos en humanos
• El mismo grupo analizó la microbiota fecal de 12 voluntarios obesos que siguieron durante un año una dieta restringida en grasa o restringida en carbohidratos frente a un grupo de voluntarios delgados; el análisis se realizó por secuenciación capilar de amplificados del ribosomal 16S
• Antes de la dieta, todos los individuos obesos tenían menor porcentaje de secuencias provenientes de Bacteroidetes que de Firmicutes, mientras que los delgados tenían porcentajes similares
• En todos los individuos donde la dieta surtió efecto y se detectó una disminución significativa de peso se detectó un aumento en el porcentaje de Bacteroidetes
• En un estudio similar posterior con gemelas obesas y delgadas y sus madres, el mismo grupo confirmó estos datos y detectó un aumento en la proporción de Actinobacteria
R.E. Ley, P.J. Turnbaugh, S. Klein, J.I. Gordon. (2006)Human gut microbes associated with obesity. Nature 444: 1022-1023 P.J. Turbaugh, M. Hamady, T. Yatsunenko, B.L. Cantarel, A. Duncan, R.E. Ley, M.L. Sogin, W.J. Jones, B.A. Roe, J.P. Affourtit, M. Egholm, B. Henrissat, A.C. Heath, R. Knight, J.I. Gordon. (2009). A core gut
microbiome in obese and lean twins. Nature 457: 480-485
Obesos sometidos a bypass gástrico
• Un caso especial son los obesos sometidos a bypass gástrico; en estos casos la microbiota también se ve afectada por el tratamiento mecánico, la reeducación nutricional y el uso de fármacos
• En general se observa un incremento en el conteo de especies del género Gammaproteobacteria y de la familia Prevotellaceae productores de H2, así como arquebacterias del Orden Methanobacteriales que metanogenizan el H2
• Esta coexistencia de bacterias productoras y metabolizadoras de H2 permite suponer que la transferencia de H2 entre especies bacterianas en el tracto digestivo es un punto clave en el incremento de entrada de energía en los individuos obesos
H. Zhang, J.K. DiBaise, A. zuccolo, D. Kudrna, M. Braidotti, Y. Yu, P. Parameswaran, M.D. Crowell, R. Wing, B.E. Rittman, R. Krajmalnik-Brown. (2009). Human gut microbiota in obesity and after gastric bypass. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106: 2365-2370
Algunos estudios contradictorios
• Un grupo alemán ha estudiado por RT-PCR la microbiota de individuos delgados, con sobrepeso y obesos detectando un aumento de Bacteroidetes en los individuos con sobrepeso y obesos; en este mismo estudio se detectó un incremento de propionato en estos dos grupos
• En un trabajo en India donde utilizando la misma tecnología se ha estudiado la microbiota de individuos delgados, obesos y obesos tratados con bypass gástrico no se han encontrado diferencias significativas en los ratios Bacteroridetes/Firmicutes de estos tres grupos, pero si un elevado contaje de especies del género Bacteroides que se reduce en los individuos sometidos a cirugía
• En otro estudio en China con niños con sobrepeso y obesos se ha determinado un incremento en el ratio entre Bacteroides y Frimicutes sólo en las niñas
A. Schwiertz, D. Taras, K. Schäfer, S. Beijer, N.A. Bos, C. Donus, P.D. Hart. (2010). Microbial and SCFA in lean and overweight healthy subjects. Obesity 18: 190-195 D.P. Patil, D.P. Dhotre, S.C. Chavan, A. Sultan, D.S. Jain, V.B. Lanjekar, J. Gangawani, P.S. Shah, J.S. Todkar, S. Shah, D.R. Ranade, M.S. Patole, Y.S. Shouche. (2012). Molecular analysis of gut microbiota in
obesity among Indian individuals. J. Biosci. : 647-657 P. Xu, M. Li, J. Zhang, T. Zahng. (2012). Correlation of intestinal microbiota with overweight and obesity in Kazakh school children. BMC Microbiol. 12: 283
Limitaciones de los estudios
• Tamaños poblacionales reducidos
• Poblaciones étnicamente homogéneas y excesivamente seleccionadas
• Duraciones cortas; el único estudio de un año tiene un tamaño poblacional muy pequeño
• Falta de datos de dietas
• Uso dispar de las técnicas de secuenciación/identificación molecular
• En la mayoría de los casos la técnica de identificación molecular es poco profunda generando datos con limitado valor taxonómico
A. Tagliabue, M. Elli. (2013). The role of gut microbiota in human obesity: recent findings and future perspectives. Nutr. Metabol. Card. Dis., en prensa
Microbiota y cáncer
• El 18% de los cánceres son atribuibles a agentes infecciosos, particularmente virus
• Algunas bacterias intestinales como Helicobacter pylori se clasifican como carcinógenos por la International Agency for Research on Cancer; otras bacterias también
• Datos preliminares indican que especies de la microbiota intestinal en condiciones de disbiosis producen metabolitos que llegan al hígadopor la vena porta y pueden provocar cáncer
• Algunos investigadores proponen una relación entre disbiosis en la microbiota intestinal, la activación de Toll-like receptors y la activación de NFk-β; la activación de TLR podría estar implicada con algunos tipos de cánceres
• Se postula que hay ciertas bacterias intestinales capaces de metabolizar los lignanos de la dieta para rendir enterolactona que tiene un papel protector en el cáncer de mama
• En el caso del cáncer de pulmón hay un claro papel del microbioma del pulmón en la patología
R.F. Scwabe, C. John. (2013). The microbiome and cancer. Nature Rev. 13: 800-811
Nature Reviews | Cancer
a b c
Dysbiosis
NLRs MAMP
TLR
EREG AREG IL-1 TNF IL-23
TH
ERK NF- B STAT3
Cancer
ROS RNS
2S
Cancer Cancer
ROS DCA
instability151,152. For example, Enterococcus
faecalis can generate large amounts of
extracellular superoxide, which causes
double-strand DNA breaks and chromosome
instability152,153; this leads to the develop-
ment of CRC in Il10−/− mice154,155. E. faecalis
mutants that are defective in extracellular
superoxide production (for example, menB
strain) fail to promote tumorigenesis in Il10−/−
mice compared with mice colonized with
the parental E. faecalis strain154,155. Sulphate-
reducing bacteria — which mostly belong to
the class of Fusobacteria (which has recently
been linked to CRC106,156 and tumour devel-
opment in preclinical models107) and to the
class Deltaproteobacteria — promote the gen-
eration of hydrogen sulphide, which is a gas
with genotoxic properties157. Host-mediated
detoxification and/or microbial-mediated
elimination (or use) of these genotoxic prod-
ucts are likely to have an effect on host cellular
homeostasis and on carcinogenesis.
Bacterial virulence factors. Disease-
promoting and cancer-promoting effects of
pathogens often depend on virulence factors.
This is exemplified by increased inflam-
mation and cancer rates in H. pylori strains
expressing the virulence factors cytotoxin-
associated gene A (CagA) or vacuolating
cytotoxin A (VacA)47. Virulence factors may
use specific host-derived signalling path-
ways that result in the activation of tumour-
promoting pathways, as demonstrated by
the activation of the tyrosine phosphatase
SHP2 (also known as PTPN11) and by the
development of gastric cancers in trans-
genic mice expressing CagA, but not
phosphorylation-resistant CagA158. In addi-
tion, F. nucleatum uses the virulence factor
FadA to adhere to and invade cells159, and was
recently shown to interact with E-cadherin to
activate β-catenin signalling and to promote
CRC development109. Virulence factors found
in other pathogens and commensal bacteria
are likely to contribute to carcinogenesis, but
this requires further investigation.
Microbial-derived metabolism affecting
carcinogenesis. Human metabolism rep-
resents a combination of microbial and
human enzyme activities11. The bacte-
rial metagenome is functionally far more
diverse than that of humans, and is enriched
Figure 2 | Mechanisms by which the bacterial microbiome modulates
carcinogenesis. The bacterial microbiome promotes carcinogenesis
through several mechanisms. a | Changes in the microbiome and host
defences may favour increased bacterial t ranslocat ion, leading to
increased inflammation, which is mediated by microorganism-associated
molecular patterns (MAMPs) that activate Toll-like receptors (TLRs) in sev-
eral cell types, including macrophages, myofibroblasts, epithelial cells and
tumour cells. These effects may occur locally or through long-distance
effects in other organs. b | Genotoxic effects are mediated by bacterial
genotoxins — such as colibactin and cytolethal distending toxin (CDT) —
that, after being delivered to the nucleus of host cells, actively induce
DNA damage in organs that are in direct contact with the microbiome,
such as the gastrointestinal tract. Reactive oxygen species (ROS) and reac-
tive nitrogen species (RNS) released from inflammatory cells such as
macrophages, as well as hydrogen sulphide (H2S) from the bacterial micro-
biota, may also be genotoxic. c | Metabolic actions of the microbiome may
result in the activation of genotoxins such as acetaldehyde, dietary nitro-
samine and other carcinogens, in the metabolism of hormones such as
oestrogen and testosterone, in the metabolism of bile acids and in altera-
tions of energy harvest. The microbiota also mediates tumour suppressive
effects (shown in green) through inactivation of carcinogens, through the
generation of short-chain fatty acids such as butyrate and through the bio-
logical activation of cancer-preventing phytochemicals. Many of these
tumorigenic and tumour-suppressive mediators exert both local and long-
distance effects. AREG, amphiregulin; DCA, deoxycholic acid; EREG, epi-
regulin; IL, interleukin; NF-κB, nuclear factor-κB; NLR, NOD-like receptor;
STAT3, signal transducer and activator of transcription 3; TH17, T helper 17;
TNF, tumour necrosis factor.
PERSPECTIVES
NATURE REVIEWS | CANCER VOLUM E 13 | NOVEM BER 2013 | 807
© 2013 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved
Microbiota y cerebro
• Se han generado muchos datos experimentales que indican unaseñalización bidireccional entre la microbiota intestinal y el cerebro vía nervio vago
• Por ejemplo, en condiciones de estrés se puede activar el eje hipotálamo-pituitaria-adrenal secretando cortisol en el tracto digestivo que afecta al sistema inmune
• De forma contraria, la presencia de determinados microorganismos en el tracto digestivo altera los niveles de citoquinas que afectan la actividad cerebral o modulan la síntesis de triptófano y, como consecuencia, del neurotransmisor serotonina
A.J. Montiel-Castro et al. (2013). The microbiota-gut-brain axis: neurobehavioral corrleates, health and society 7: 1-16
El microbioma humano
1. Microbiomas y metagenomas
2. El microbioma humano
3. Microbioma y salud
4. Otros microbiomas
El microbioma de la piel
• La piel es un ecosistema que ocupa 1.8 m2 y es el órgano humano más colonizado por microorganismos
• Cada parte de la piel es un ecosistema diferente con distintos parámetros de humedad, temperatura, presencia o ausencia de factores de crecimiento microbiano, distinta respuesta inmunitaria y diversa exposición a compuestos antimicrobianos (por ejemplo jabón)
• En general, en contraste con el tracto digestivo, en el microbioma de la piel son más frecuentes las actinobacterias y menos abundantes los Bacteroridetes o los Firmicutes
• Existen grandes diferencias en función de la zona de la piel: en las zonas sebaceas hay menos diversidad y sobresale Propionibacterium spp, en las zonas húmedas destacan Corynebacterium spp. y Propionibacterium spp. y en las zonas secas se detecta una gran variabilidad
• Hay variaciones importantes entre individuos
Grice & Segre. (2011). The skin microbiome. Nature Rev. Microbiol. 9: 244-253
El microbioma vaginal
• Se ha analizado la microbiota vaginal de 396 mujeres sanas (97 asiáticas, 98 blancas, 97 latinas y 104 negras)
• Se secuenció la región V1-V2 del 16S rDNA utilizando pirosecuenciación con 454FLX
• Estuvieron implicados varios centros de la Escuela de Medicina de la Universidad de Maryland, la Universidad de Idaho y Procter & Gamble
Clusters vaginales
CLUSTER ESPECIE MAYORITARIA
% DE LA POBLACIÓN
ETNIA MAYORITARIA
pH VAGINAL
I Lb. crispatus 26.2 Blancas 4.0
II Lb. gasseri 6.3 Cualquiera 5.0
III Lb. iners 34.1 Asiáticas 4.4
IV Lb. jensenii 5.3 Cualquiera 4.7
V Heterogénea 29.1 Latinas 5.5
• Se detectan mayoritariamente lecturas de Lactobacillus y Gardnerella
• Frente a un determinado microbioma vaginal hay que hacerse dos preguntas: i) ¿es el género Lactobacillus el dominante?, y ii) ¿qué cepa de Lactobacillus es la mayoritaria’
Conclusiones de cinco estudios
• Los trabajos se han limitado al estudio de la microbiota bacteriana; aun hay mucho que aprender de la mirobiota fúngica y levaduriforme
• Un estado sano se correlaciona con un valor bajo de pH (>5.0) y con conteos elevados de especies del género Lactobacillus
• Si el valor de pH vaginal aumenta por arriba de 5 hay una rotura del equilibrio microbiano: Lactobacillus deja de ser el género predominante y está en desventaja; es entonces cuando diversos patógenos empiezan a crecer e imponerse en el nicho
La microbiota vaginal durante el embarazo
• Se analizó la microbiota vaginal de 24 mujeres embarazadas y de 301 nio embarazadas durante un período entre 18 y 40 semanas
• Se tomaron muestras en varias zonas de la vagina
• Se secuenció la región V3V5 del 16S rDNA utilizando pirosecuenciación con 454 FLX Titanium
Dinámica microbiana
• Se vieron diferencias dependiendo de la zona de la vagina estudiada
• A lo largo del embarazo se dtectó una disminución de la diversidad bacteriana y un enriquecimiento en especies de Lactobacillus
• Se confirmó una dominancia de Lb. crispatus, Lb. iners, Lb. jensenii y Lb. johnsonii y también de Actinomicetales, Bacteroidales y Clostridiales
• Tras el parto se recuperó una microbiota convencional
La microbiota vaginal y la IVF-ET
• Se analizó la microbiota vaginal de 30 pacientes sometidas a fertilización in vitro por transferencia de embriones (IVT-EF)
• Las pacientes se sometieron a distintos protocolos de IVT-EF
• Se tomaron muestras en el formix posterior de la vagina
• Se secuenció la región V3V5 del 16S rDNA utilizando secuenciación capilar convencional
Datos clave
• El 90% de las secuencias leídas pertenecieron a distintas especies del género Lactobacillus (Lb. crispatus 45.4%, Lb. iners 26.8%, Lb. jensenii 9.3% y Lb. gasseri 8.2%)
• Todas las mujeres que tuvieron niños tenían en el momento de la fertilización in vitro una microbiota dominada por Lactobacillus
• A pesar de los tratamientos previos con antibióticos, diez pacientes tenían conteos importantes de Acidiovorax, Anaerococcus, Enterococcus, Escherichia, Finegoldia, Flavobacterium, Prevotella o Streptococcus en el momento de la fertilización; sólo dos de ellas tuvieron niños
• La composición de la microbiota vaginal en el momento de la fertilización es importante, siendo deseable una microbiota dominada por Lactobacillus
Efecto negativo de los microbiocidas anti-HIV
• Se analizó la microbiota vaginal de 35 mujeres sanas que se sometieron durante dos semanas a dos aplicaciones diarias de un gel con placebo o con un microbiocida anti-HIV
• Se secuenció la región V1V2 del 16S rDNA utilizando pirosecuenciación con 454
• Por bibliografía se sabe que el nivel de protección de estos geles es menor del esperado (sólo un 54%) por lo que se pensó que podría deberse a un efecto antimicrobiano no deseado que rompiera el equilibrio de la microbiota vaginal
• En todas las pacientes que recibieron el microbiocida se detectó una bajada importante de conteos de Lactobacillus
Antibióticos, probióticos y microbiota vaginal
• Se analizó la microbiota vaginal de 115 pacientes (30 sanas, 30 con vaginosis, 30 con vaginosis tratadas con metronidazol y 25 con vaginosis tratadas con probióticos)
• Se secuenció la región V1V2 del 16S rDNA utilizando pirosecuenciación con 454
• Ambos tratamientos fueron eficaces y recuperaron el dominio de especies del género Lactobacillus en la microbiota vaginal
• Mientras que el antibiótico eliminó la población patógena y también parte de la que no lo es, el probiótico actuó selectivamente sobre los patógenos
Otras cuestiones a considerar
El microbioma del pene
• Se ha estudiado el microbioma del pene en individuos ugandeses no seropositivos, antes y después de ser sometidos a circuncisión
• Independientemente de la operación, las especies de las familias Oxalobacteriaceae y Pseudomonadaceae fueron las más abundantes en estos microbiomas
• Después de la operación se detectaron cambios considerables en el microbioma; bajó la proporción de bacterias anaerobias, especialmente las pertenecientes a las familias Clostridiales y Prevotellaceae
• En los individuos operados se rebajó ostensiblemente la proporción de algunas bacterias presentes en vaginosis (Anaerococcus spp., Finegoldia spp., Peptoniphilus spp. y Prevotella spp.)
Price et al. (2010). The effects of circumcision on the penis microbiome. PLoS ONE 5: e8442
¿Qué sucede en otros animales?
• En el caso de perros se ha determinado por pirosecuenciación un aumento en los contajes de especies del género Actinobacteria y Roseburia en perros obesos; el orden Clostridiales aumenta también en perros alimentados hasta la saciedad
• En el caso de cerdos se ha desarrollado un modelo de cerdos clónicos en los que a través de la dieta se ha generado obesidad; como en humanos esta obesidad se correlaciona con un incremento de Firmicutes y un descenso de Bacteroidetes
S. Handl, A.J. German, S.L. Holden, S.E. Dowd, J.M. Steiner, R.M. Heilmann, R.W. Grant, K.S. Swanson, J.S. Suchodolski. (2013). Faecal microbiota in lean and obese dogs. FEMS Microbiol. Ecol. , en prensa R. Pedersen, A.D. Andersen, L. Molbak, J. Stagsted, M. Boye. (2013). Changes in the gut microbiota of cloned and non-cloned control pigs during development of obesity: gut microbiota during
development of obesity in cloned pigs. BMC Microbiol, en prensa
Otros microbiomas
• Se ha estudiado el microbioma de otros muchos vertebrados e invertebrados; en Lifesequencing SL hemos estudiado el microbioma del tracto digestivo del barrenador del maiz
• Parecen existir diferencias notables entre los microbiomas de vertebrados hervíboros, omnívoros y carnívoros
• En el caso de los invertebrados se da una situación similar
• Se ha publicado el metagenoma del oso panda; aparentemente existen especies del género Clostridium con capacidad celulolítica que explicarían, al menos parcialmente, porque el panda es capaz de comer 13 kg diarios de bambú
E. Belda, et al. (2011). Microbial diversity in the midguts of field and lab-reared populations of the European corn borer Ostrinia nubilalis. PLoS Biology 6: e21751
Zhu et al. (2011). Evidence of cellulose metabolism by the giant panda gut microbiome. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108: 17714-17719
Conclusiones (I)
• Debemos olvidar la vieja idea del cuerpo humano como un individuo autosuficiente por una nueva basada en la percepción de nuestro cuerpo como un macroecosistema donde nuestras células conviven con multitud de microorganismos
• Esto implica repensar el papel de los microorganismos que nos acompañan
• Debemos transmitir que lejos de ser algo perjudicial para nuestra salud, los microorganismos pueden ser extremadamente importantes en su mantenimiento
• En esencia debemos de empezar a pensar en términos como endosimbiosis y cometabolismo
Conclusiones (II)
• La consecuencia de esta nueva visión es entender que el mutualismo entre nuestras células y los microorganismos que transportamos afectan no sólo la salud, sino también funciones cognitivas vitales que tienen mucho que ver con nuestra socialización
• En los dos últimos años y mediante el estudio de primates se ha concluido que existe toda una serie de comportamientos sociales directos e indirectos que intercambian microorganismos entre los miembros de un determinado clan
• Entre los indirectos podemos contar la coprofagía y la ingesta de orina que aparecen cuando los animales están estresados, el intercambio de objetos entre hembras de chimpancé o el intercambio de comida entre adultos más común en especies monógamas
• Entre los directos, el desparasitaje con la consiguiente ingesta del parásito, la premasticación de alimentos por parte de las madres o los besos en la boca son buenos ejemplos
¿Oportunidad comercial? 06/ 02/ 14 12:40Natural Skin Care: KISS A GIRAFFE?
Página 1 de 2http:/ / thenaturalskincareblog.blogspot.com.es/ 2010/ 03/ kiss- giraffe.html
Look to nature for the safest, most powerful healing and renewing benefits, inside and out. Here are tips from Dr. Linda Miles, L.Ac.,
D.O.M., for health, beauty, and wellness to help you live your best life.
Natural Skin Care
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Saturday, March 27, 2010
Did you know that a giraffe’s mouth is one of the
cleanest of any mammal? Their saliva is actually
anti-bacterial to help guard against infection from the
many mouth wounds they get while snacking on the
thorny Acacia trees. I learned this and more while
visiting Giraffe Manor. And Laura, the resident
mascot, was very willing to give all guests a big wet
kiss!
But for those of us who can’t keep a giraffe in the
backyard, Mother Nature has provided easier and
more effective natural anti-bacterial agents. Both Tea Tree Oil and Oregano Oil are highly
anti-bacterial and also anti-fungal. Even Bottom Line newsletter recommended carrying a
bottle of Tea Tree Oil when traveling (try derma e® Tea Tree and E Oil). They suggest
rubbing a small amount between the palms and then breathing in the vapors to ward off
colds and flu.
Several studies have shown that Tea Tree Oil is as effective as over-the-counter remedies
for eliminating fungal infections such as ringworm, athlete’s feet, jock itch, etc. Tea Tree Oil
as an ingredient within a soothing moisturizing crème is the answer for preventing or
relieving idiopathic dermatitis (dry, itchy irritated skin with no known cause).
So, even though Laura is lovable and pet-able, keeping a bottle of “Nature’s First Aid Oil” in
the medicine cabinet is probably a better idea.
Healthy Wishes, Dr. Linda Miles D.O.M. SHARE
Labels: antibacterial, derma e products, derma e® Natural Bodycare, giraffe, natural,
oregano oil, tea tree oil, try derma e® Tea Tree and E Oil
KISS A GIRAFFE?
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Linda Miles DOM
Linda Miles DOM, Vice
President of derma e®
Natural Bodycare, has been a
pioneer in the development of
innovative, high-performance
natural bodycare products.
She blends her knowledge of
complementary and holistic
healthcare with the latest in
biotechnology to create truly
natural, healthy products for
the skin.
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