Mire hacia arriba en las partes más oscuras del mundo donde la luz no puede bloquear la abundancia insondable de las estrellas. Todavía hay menos manchas que iluminan el universo que bacterias en el mundo, ocultas a la vista, todo un universo adentro soloun intestino humano
Se conocen muchas especies, como E. coli , pero muchos más, a veces referidos como "materia oscura microbiana", siguen siendo esquivos. "Sabemos que está ahí", dijo Doug Kenny, candidato a doctorado en la Escuela de Graduados de Artes y Ciencias, "por cómoafecta las cosas a su alrededor ". Kenny es coautor del primer estudio en célula huésped y microbio que ilumina un poco de esa materia oscura microbiana: una especie de bacteria intestinal que puede afectar los niveles de colesterol en humanos.
"El metabolismo del colesterol por estos microbios puede jugar un papel importante en la reducción de las concentraciones de colesterol en suero y en sangre, impactando directamente en la salud humana", dijo Emily Balskus, profesora de química y biología química en la Universidad de Harvard y coautora principal deRamnik Xavier, miembro principal de Broad, codirector del Centro de informática y terapéutica del MIT e investigador del Hospital General de Massachusetts. Las bacterias recientemente descubiertas podrían algún día ayudar a las personas a controlar sus niveles de colesterol mediante dietas, probióticos o tratamientos novedosos.basado en microbiomas individuales.
Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades CDC, en 2016, más del 12 por ciento de los adultos en los Estados Unidos de 20 años o más tenían niveles altos de colesterol, un factor de riesgo para la principal causa de muerte del país: enfermedad cardíacaSolo la mitad de ese grupo toma medicamentos como las estatinas para controlar sus niveles de colesterol; si bien estos medicamentos son una herramienta valiosa, no funcionan para todos los pacientes y, aunque son raros, pueden tener efectos secundarios preocupantes.
"No estamos buscando la bala de plata para resolver la enfermedad cardiovascular", dijo Kenny, "pero existe este otro órgano, el microbioma, otro sistema en juego que podría estar regulando los niveles de colesterol en los que aún no hemos pensado"."
La laguna de aguas residuales de cerdo
Desde finales de 1800, los científicos sabían que algo le estaba sucediendo al colesterol en el intestino. Durante décadas, el trabajo se acercó a una respuesta. Un estudio incluso encontró evidencia de bacterias que consumen colesterol que viven en una laguna de aguas residuales de cerdo. Pero esos microbios prefirieronvivir en cerdos, no humanos.
Los estudios previos son como un archivo de casos un laboratorio de 1977 incluso aisló el microbio revelador, pero las muestras se perdieron. Una pista enorme es el coprostanol, el subproducto del metabolismo del colesterol en el intestino ". Porque el microbio de la laguna de aguas residuales de cerdo tambiénformó coprostanol ", dijo Balskus," decidimos identificar los genes responsables de esta actividad, con la esperanza de encontrar genes similares en el intestino humano ".
Mientras tanto, Damian Plichta, científico computacional del Broad Institute y coautor principal con Kenny, buscó pistas en los conjuntos de datos humanos. Cientos de especies de bacterias, virus y hongos que viven en el intestino humano aún no se han aisladoy lo describió, dijo. Pero la llamada metagenómica puede ayudar a los investigadores a evitar un paso: en lugar de localizar primero una especie de bacteria y luego descubrir qué puede hacer, pueden analizar la riqueza del material genético encontrado en los microbiomas humanos para determinar quécapacidades que codifican esos genes.
Plichta hizo una referencia cruzada de datos del genoma del microbioma masivo con muestras de heces humanas para encontrar qué genes correspondían con altos niveles de coprostanol. "De esta cantidad masiva de correlaciones", dijo, "ampliamos algunos genes potencialmente interesantes que pudimosluego continúe. "Mientras tanto, después de que Balskus y Kenny secuenciaron el genoma completo de la bacteria porcina que consume colesterol, extrajeron los datos y descubrieron genes similares: una señal de que se estaban acercando.
La conexión humana
Entonces Kenny redujo aún más su búsqueda. En el laboratorio, insertó cada gen potencial en bacterias y probó qué enzimas descomponen el colesterol en coprostanol. Finalmente, encontró al mejor candidato, que el equipo denominó Metabolismo Intestinal de Esteroides A IsmA gen.
"Ahora podríamos correlacionar la presencia o ausencia de bacterias potenciales que tienen estas enzimas con los niveles de colesterol en sangre recolectados de los mismos individuos", dijo Xavier. Utilizando conjuntos de datos de microbiomas humanos de China, Países Bajos y Estados Unidos, descubrieron que las personasquienes portaban el gen IsmA en su microbioma tenían 55 a 75 por ciento menos colesterol en sus heces que los que no lo tenían
"Aquellos que tienen esta actividad enzimática básicamente tienen un colesterol más bajo", dijo Xavier.
El descubrimiento, dijo Xavier, podría conducir a nuevas terapias, como un "cóctel biótico" o la entrega directa de enzimas al intestino, para ayudar a las personas a controlar sus niveles de colesterol en la sangre. Pero primero hay mucho trabajo por hacer:El equipo puede haber identificado la enzima crucial, pero aún necesitan aislar al microbio responsable. Deben demostrar no solo la correlación sino la causalidad: que el microbio y su enzima son directamente responsables de reducir el colesterol en los humanos. Y deben analizarqué efecto tiene el coprostanol, el subproducto de reacción, en la salud humana.
"No significa que vamos a tener respuestas mañana, pero tenemos un resumen de cómo hacerlo", dijo Xavier.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Harvard . Original escrito por Caitlin McDermott-Murphy. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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