Foto: Imagen de un microscopio de electrones de una bacteria probiótica del estómago, llamada 'Bifidobacterium breve'.

El cuerpo humano es el hogar habitual de distintas comunidades de microorganismos. Todas ellas componen el microbioma humano, pero ¿cuál es su relación con la salud de las personas? La respuesta sigue siendo un misterio, pero una investigación reciente sugiere que podría relacionarse con el tratamiento de muchas enfermedades crónicas. Una nueva clase de fármacos microbiómicos está siendo desarrollada y algún día podría ser efectiva contra un abanico de trastornos difíciles de tratar, incluidos los problemas gastrointestinales, metabólicos, inmunológicos y hasta neurológicos.

El microbioma es un complejo ecosistema de microbios que viven entre y dentro de las células del organismo, y las comunidades se reparten en función de su ubicación dentro del cuerpo. La composición de la comunidad de microbios en su boca, por ejemplo, es distinta a la del intestino. De momento, los científicos ya han establecido algunas relaciones entre los cambios en la composición del microbioma y determinadas enfermedades. Por ejemplo, cuando cepas patógenas invaden una región desplazan a sus microbios autóctonos.

La mayoría de los primeros fármacos microbiómicos que se están desarrollando van dirigidos a tratar las bacterias del tracto intestinal. Se ha escogido esta zona tanto por su "importante papel en algunas enfermedades clave como por la facilidad de tomar muestras de él", afirma el CEO de Second Genome, Peter DiLaura. Las biopsias de tejido tomadas durante una colonoscopia y las muestras fecales son una rica fuente de información sobre las diferencias entre los microbiomas de las personas sanas y enfermas.

Algunas empresas, lideradas por Seres Therapeutics, están desarrollando fármacos hechos con microbios. La idea es que añadir determinadas especies y cepas microbianas cuidadosamente escogidas pueda restaurar la ecología del microbioma del sistema digestivo, el proceso replicaría el funcionamiento de los trasplantes fecales.

Pero DiLaura advierte que no está claro si los cambios de la composición del microbioma son la causa o la consecuencia de las enfermedades. Por eso, Second Genome se centra no sólo en la composición del microbioma en personas sanas y enfermas, sino también en su función, afirma. Su primer fármaco ya se encuentra en la primera fase de ensayos clínicos en Estados Unidos para tratar la enfermedad inflamatoria intestinal (EII). Este trastorno, potencialmente mortal, supone la inflamación de la pared instestinal u otras partes del tracto.

Para entender mejor la función del microbioma, los científicos de la empresa están estudiando el "diálogo" que se produce entre los microbios y su huésped humano. En algunos trastornos crónicos como la EII, "existe una especie de intercomunicación persistente entre el microbioma y el huésped", explica DiLaura. Second Genome intenta "descifrar" ese diálogo.

Di Laura explica: "Examinamos las secreciones de las bacterias", como las proteínas, péptidos y metabolitos que producen. Al secuenciar la información genómica de la comunidad bacteriana en biopsias de tejido tanto de personas sanas como enfermas, los científicos de la empresa pueden determinar "los componentes" del diálogo entre el microbioma y su huésped. Con esta información sería posible formular hipótesis acerca de lo que sucede con la enfermedad. Emplean técnicas como el aprendizaje de máquinas para analizar terabytes de datos de secuenciación e identificar moléculas que podrían resultar terapéuticas, para entonces evaluar esos candidatos en el laboratorio.

El primer fármaco de Second Genome impide que una molécula concreta se adhiera a un receptor sobre la superficie de las células de la pared de la cavidad abdominal. La hipótesis es que prevendrá la inflamación que da paso a la EII.

Un reto clave de entender las diferencias funcionales entre los microbiomas de tejidos inflamados y sanos es descifrar la "interacción" entre las bacteria relevantes, afirma el microbiólogo del APC Microbiome Institute en Irlanda Marcus Claesson. ¿Cómo interactúan las diferentes cepas, y qué diferencias se pueden apreciar entre personas sanas y otras que padecen de la enfermedad inflamatoria intestinal? Resulta mucho más fácil utilizar la secuenciación genómica para dilucidar qué cepas están presentes en la comunidad que investigar la función colectiva de la comunidad, detalla Claesson, que actualmente participa en una investigación colaborativa con Second Genome.

Second Genome también está persiguiendo terapias basadas en microbiomas para tratar la diabetes, lo cual requiere un proceso de descubrimiento parecido al que se emplea para la EII, según DiLaura. ¿Cómo varía la composición y función del microbioma en las personas con diabetes? DiLaura dice que los futuros fármacos microbiómicos podrían ser utilizados para tratar trastornos de las vías respiratorias, e incluso enfermedades del sistema nervioso central.

Muchos factores contribuyen a estos trastornos. Pero el microbioma "claramente juega un papel, y necesitamos alcanzar un mejor entendimiento acerca de cómo el microbioma y el huésped trabajan juntos", concluye DiLaura.