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Desentrañando la misteriosa función del microbioma
¿Qué función juega tu microbioma en tu salud? La respuesta sigue siendo un misterio, pero la evidencia científica emergente sugiere que podría tener implicaciones para el tratamiento de muchas enfermedades crónicas. Una nueva clase de medicamentos para el microbioma en desarrollo podría eventualmente ser eficaz contra una variedad de trastornos difíciles de tratar, incluidos problemas gastrointestinales, metabólicos, inmunológicos e incluso neurológicos.
El microbioma es un ecosistema complejo de microbios que viven dentro y entre las células de su cuerpo. Se compone de distintas comunidades dependiendo de dónde viven en el cuerpo. La comunidad microbiana de la boca, por ejemplo, tiene una composición diferente a la del intestino. Los cambios en la composición del microbioma, por ejemplo, cuando las cepas patógenas invaden y expulsan a las buenas, se han correlacionado con muchas enfermedades.
La mayoría de los medicamentos iniciales en desarrollo están dirigidos al microbioma intestinal, lo que se debe a una combinación de su importancia para enfermedades clave y la facilidad de muestreo, dice Pedro DiLaura , CEO de Second Genome, con sede en San Francisco. Las biopsias de tejido tomadas durante las colonoscopias y las muestras fecales son ricas fuentes de información sobre las diferencias entre los microbiomas de personas sanas y enfermas.
Una micrografía electrónica de una bacteria intestinal probiótica, o buena, llamada Bifidobacterium breve .
Algunas empresas, encabezadas por Seres Therapeutics , están desarrollando y probando medicamentos hechos de microbios . La idea es que agregar especies y cepas de microbios cuidadosamente elegidas puede restaurar la ecología saludable del microbioma intestinal, de manera similar a la forma en que se cree que funcionan los trasplantes fecales.
Pero DiLaura dice que aún no está claro si los cambios en la composición del microbioma que se correlacionan con la enfermedad están provocando esa enfermedad o son su efecto. Es por eso que Second Genome se enfoca no solo en la composición del microbioma en personas sanas y enfermas, sino también en su función, dice. Su primer fármaco, que se encuentra en ensayos clínicos de fase I en los EE. UU., es para la enfermedad inflamatoria intestinal, una afección que a veces pone en peligro la vida y se caracteriza por la inflamación del revestimiento intestinal u otras partes del tracto gastrointestinal.
Para comprender mejor la función del microbioma, los científicos de la empresa están estudiando el diálogo entre los microbios y su huésped humano. En algunas afecciones crónicas, como la enfermedad inflamatoria intestinal, existe algún tipo de diálogo cruzado entre el microbioma y el huésped que ha persistido, dice DiLaura. Second Genome tiene como objetivo desenredar esa conversación cruzada.
En particular, estamos observando las cosas que secretan las bacterias: las proteínas, los péptidos y los metabolitos que producen las bacterias, dice DiLaura. Al secuenciar la información genómica de la comunidad de bacterias en biopsias de tejido de personas sanas y enfermas, los científicos de la compañía pueden determinar los componentes del diálogo entre el microbioma y el huésped, ayudándolos a formular hipótesis sobre lo que sucede en la enfermedad, dice. Usan técnicas como el aprendizaje automático para analizar terabytes de datos de secuenciación e identificar moléculas que podrían ser terapéuticas, y luego evaluar esas moléculas candidatas en el laboratorio.
El primer fármaco de Second Genome evita que una molécula específica se una a un receptor en la superficie de las células que recubren el intestino. La hipótesis es que bloqueará la inflamación que conduce a la enfermedad inflamatoria intestinal.
Un desafío clave para comprender las diferencias funcionales entre los microbiomas de tejido inflamado y sano es descifrar la interacción entre las bacterias relevantes, dice marcus claesson , microbiólogo de la Instituto del Microbioma de APC En Irlanda. ¿Cómo interactúan las diferentes cepas y cómo es eso diferente en personas sanas versus aquellas con enfermedad inflamatoria intestinal? Es mucho más fácil usar la secuenciación genómica para dilucidar qué cepas están presentes en la comunidad que investigar la función colectiva de la comunidad, dice Claesson, quien se encuentra en medio de una colaboración de investigación en curso con Second Genome.
Second Genome también busca terapias basadas en microbiomas para la diabetes, lo que requiere un proceso de descubrimiento similar al de la enfermedad inflamatoria intestinal, dice DiLaura. ¿En qué se diferencian la composición y la función del microbioma en las personas con diabetes? DiLaura dice que los futuros medicamentos del microbioma podrían usarse contra los trastornos de las vías respiratorias e incluso contra las enfermedades del sistema nervioso central.
Muchos factores intervienen en estos trastornos. Pero el microbioma claramente está desempeñando un papel, y necesitamos llegar a una mejor comprensión mecánica sobre cómo el microbioma y el huésped están trabajando juntos, dice DiLaura.