Después de un viaje a Perú el año pasado, el microbiólogo Rob Knight volvió a casa sufriendo un terrible caso de diarrea del viajero. Tomó algunos antibióticos y se recuperó rápidamente. No obstante, y puesto que Knight había participado en uno de sus propios estudios sobre el microbioma humano—la diversa colección de bacterias y otros organismos que habitan en nuestro intestino, piel, boca y otras localizaciones—pudo examinar cómo los fármacos cambiaron la población microbiana en sus intestinos. Los microbios volvieron a poblar su tracto digestivo, aunque la composición de la comunidad era diferente.

Poco después de su viaje, Knight reinició un programa de dieta y ejercicio que previamente había demostrado ser ineficaz a la hora de ayudarlo a perder peso. Esta vez, perdió 60 libras. Su mente pensó directamente en los microbios. Unas investigaciones anteriores procedentes de su laboratorio en la Universidad de Colorado, en Boulder, demostraron que los microbios pueden tener un efecto transmisible sobre el peso—el trasplante de microbios desde ratones gordos y hambrientos a ratones normales hace que los receptores coman más y aumenten de peso. "Nuestra conjetura era que los antibióticos quizá limpiaron los microbios que ya estaban allí y facilitaron la reforma de la comunidad", afirma Knight.

Por supuesto, no todos aquellos que toman antibióticos pierden peso. Además, al ganado se le administra medicamentos de forma rutinaria para aumentar en vez de bajar de peso. Sin embargo, un cada vez mayor número de evidencias sugiere que nuestros microbios varían mucho de persona a persona y juegan un papel clave en el metabolismo y la obesidad. Mediante la catalogación de la variabilidad en las comunidades microbianas de distintos individuos, así como la forma en que dichas comunidades cambian en respuesta a determinados fármacos u otros factores ambientales, los científicos esperan aprovechar la maleabilidad de nuestros microbios para usos médicos.

Los microbios que habitan en nuestros cuerpos—cada uno de nosotros posee 10 veces más células microbianas que humanas—son una parte vital de nuestra salud, y descomponen alimentos que, de otra forma, serían indigestos, formando vitaminas esenciales, e incluso dando forma a nuestro sistema inmunológico. Unas investigaciones recientes vinculan cambios en estos microbios con enfermedades, tales como úlceras, enfermedades del corazón y obesidad. Debido a que la gran mayoría de estos organismos no pueden crecer fuera de su entorno de acogida, hasta ahora han sido difíciles de estudiar. No obstante, y cada vez con más velocidad, las cada vez más baratas tecnologías de secuenciación nos han proporcionado una nueva forma de examinar el contenido de la totalidad de las comunidades microbianas tanto en nuestros intestinos como en entornos más amplios.

"Los seres humanos son superorganismos con dos genomas, el genoma humano genéticamente heredado (25.000 genes) y el microbioma humano medioambiental adquirido (más de 1 millón de genes)", escribe Zhao Liping en una reciente publicación en Journal of Biotechnology. "Al contrario que con el genoma humano, la composición genética del microbioma humano es bastante flexible y puede ser modulada por los alimentos y los fármacos."

Gran parte de las primeras investigaciones que utilizaron la secuenciación para estudiar los microbios se han centrado en catalogar la variabilidad entre las comunidades que habitan en diferentes partes del cuerpo, diferentes personas, y personas con enfermedades distintas. Sin embargo los científicos están empezando a examinar el modo en que las intervenciones específicas, tales como la dieta o los fármacos, consiguen alterar estas comunidades. Tienen la esperanza de lograr traducir los hallazgos en tests de diagnóstico que puedan ayudar a predecir qué pacientes experimentarán efectos secundarios del uso de antibióticos, o cuál es la mejor opción de dieta para un determinado individuo. "Hay muchas cosas que, en potencia, podemos hacer en la actualidad gracias al uso de microbios como marcadores", señala Knight.

En una investigación presentada en una reciente conferencia en China, Zhao y sus colaboradores analizaron las comunidades microbianas de la población antes de someter a las personas a una dieta especializada. Algunos subieron de peso y algunos bajaron. Zhao fue capaz de predecir quién se beneficiaría de la investigación, y para ello se basó en la observación de la composición del microbioma de la persona antes de la dieta.

Knight señala que China es un lugar ideal para este tipo de investigación por dos razones: BGI, un centro de secuenciación en Pekín, posee una enorme potencia de secuenciación (se espera que el instituto supere la capacidad de secuenciación completa de los Estados Unidos a finales de este año). "Además se tiene acceso a una gran población de personas dispuestas a participar en la investigación, y a las que no les importa estar restringidas en su dieta durante mucho tiempo", asegura.

Knight está colaborando con Jeff Gordon en la Universidad Washington, en St. Louis, para analizar cómo afectan los microbios intestinales de los niños a su capacidad para ganar peso. Los complementos alimenticios tales como la mantequilla de cacahuete, la leche en polvo y las vitaminas han servido de ayuda a muchos niños que sufren de malnutrición en países pobres. Sin embargo, un número considerable de ellos no responde; en algunos casos, gemelos idénticos en una misma casa y que comen los mismos alimentos responden de manera diferente. "¿Han adquirido algún patógeno que provoque la desnutrición o han perdido algún tipo de microbio?" afirma Knight, que en última instancia, espera desarrollar una prueba de diagnóstico económica que permita la creación de complementos a medida.

Los dos científicos también están estudiando la enfermedad de Crohn y la colitis ulcerosa, dos tipos de enfermedad inflamatoria intestinal, que se manifiestan de manera periódica en aquellos que las sufren. "Queremos entender cómo cambia la comunidad microbiana entre las recaídas, y potencialmente usar esa información para el tratamiento", señala Knight.

Los estudios preliminares realizados en el laboratorio de David Relman en Stanford señalan qué es lo que los antibióticos hacen con los microbios de nuestro intestino. Su equipo analizó los microbiomas de personas sanas a las que se les suministró dos tratamientos de cinco días del antibiótico Cipro, con seis meses de separación entre cada suministro. Los individuos respondieron de manera muy diferente a los medicamentos. "Vemos una disminución en la abundancia relacionada con Cipro y una disminución en la diversidad", afirmó Relman durante una charla en MIT la semana pasada. "Algunas personas regresan al tipo de diversidad que poseían antes de la toma de los fármacos." Después de la segunda exposición, la comunidad microbiana nunca vuelve al estado inicial. "Tal vez algún día seamos capaces de predecir quién será susceptible ante problemas vinculados a los antibióticos, como la diarrea o colitis", afirma.

El estudio de Relman pone de manifiesto la potencial complejidad del estudio de los antibióticos y la pérdida de peso. A pesar de su propia experiencia, Knight ciertamente no recomienda tomar un tratamietno de antibióticos para bajar de peso: "Eso es como desyerbar un jardín con una topadora y esperar que lo que vuelva a crecer es lo que queramos", señala. "Queremos alcanzar una forma mucho más específica de control de estas comunidades".

Knight ofrece otra posible explicación para su pérdida de peso—que está registrando tanto su ingesta de alimentos como su rutina de ejercicio como parte del experimento. "Cuando sabes que la gente del laboratorio va a echar un vistazo a tus registros, te vuelves más consciente de lo que haces", afirma.