Microbioma: el otro genoma del ser humano

En nuestros intestinos residen billones de células microbianas, con las que estamos en permanente interacción. A esta comunidad, constituida por distintos tipos de bacterias, eucariotas y virus se le denomina microbioma y participa en diversas funciones como la obtención de energía, absorción de carbohidratos no digeridos por el sistema digestivo humano o el desarrollo de la inmunidad, teniendo un papel clave en la salud y la enfermedad de los seres humanos.

Por lo tanto, conocer y caracterizar la composición del microbioma es una herramienta de vital importancia para entender parte del funcionamiento de nuestro organismo. Su estudio y caracterización no es sencillo, ya que muchos de los microorganismos del intestino no pueden ser cultivados fuera de él. Sin embargo, lo que sí se puede analizar a partir de muestras fecales, es su material hereditario. Así, diferentes aproximaciones metagenómicas, basadas en el análisis del genoma de los organismos residentes en el sistema digestivo, estudian las relaciones entre los integrantes del microbioma y su respuesta ante determinados factores.

Para este tipo de análisis, los catálogos de genes de referencia del microbioma intestinal humano son cruciales. Mediante estas bibliotecas, los investigadores pueden comparar las lecturas del ADN obtenidas en las muestras e identificar y cuantificar las especies presentes. Los dos principales catálogos, MetaHIT y HMP están basados en muestras de individuos europeos y americanos, pero su contenido es limitado.

En el último número de Nature Biotechnology, y gracias al esfuerzo combinado de más de 25 centros de investigación, se ha publicado un trabajo sobre la elaboración del catálogo de genes de referencia del microbioma humano del intestino más completo hasta la fecha. En él, los investigadores completaron el catálogo MetaHIT, añadiendo 250 muestras europeas más, casi 400 muestras chinas y más de un centenar de muestras americanas. El catálogo incluye casi 10 millones de genes no redundantes y está muy próximo a alcanzar la saturación, es decir, a incluir toda la información sobre la función de los genes del microbioma.

Los análisis muestran diferencias en la microbiota de las diferentes poblaciones en aspectos como el metabolismo de los nutrientes y la detoxificación xenobiótica, que pueden haberse ido modelando con la dieta y el ambiente de dichas poblaciones. No obstante, la diferente arquitectura genética de las poblaciones no se descarta completamente.

La información contenida en el catálogo puede visualizarse en el sitio web http://meta.genomics.cn. Y para la diversidad microbiana no recogida en este catálogo, así como la identificación de nuevos microorganismos, en el mismo número de Nature Biotechnology, un equipo de la Universidad Técnica de Dinamarca describe un método para identificar y ensamblar el material genético sin recurrir a los genomas de referencia.

Al igual que el genoma contenido en las células humanas, la información obtenida del microbioma acerca a los investigadores a entender la variabilidad entre poblaciones y su influencia en la salud y la enfermedad.

Referencias:

Li J et al. An integrated catalog of reference genes in the human gut microbiome. Nat Biotechnol. 2014 Jul 6. doi: 10.1038/nbt.2942.

Nielsen HB et al. Identification and assembly of genomes and genetic elements in complex metagenomic samples without using reference genomes. Nat Biotechnol. 2014 Jul 6. doi: 10.1038/nbt.2939.

Microbioma. Bacteria del género Streptococcus. Imagen: National Institute of Allergy and Infectuous Diseases, EEUU)

Bacteria del género Streptococcus. Imagen: National Institute of Allergy and Infectuous Diseases, EEUU)

 

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