La metagenómica es un novedoso y prometedor enfoque que permite analizar los genomas de todos los microorganismos de un nicho ecológico, incluidos los que no pueden cultivarse, que son la gran mayoría.

Para ello, se extrae del nicho la población microbiana y se purifica y secuencia su ADN mediante los métodos de alto rendimiento. Posteriormente, el análisis informático de la secuencia permite identificar las funciones importantes, como los genes de virulencia o los que codifican enzimas de interés industrial. En ciertas circunstancias se puede reconstituir el genoma completo de los microorganismos particularmente abundantes, lo que ofrece una visión más rica de su potencial biológico.

La metagenómica ambiental se encuentra actualmente en un estadio más avanzado que la metagenómica humana. En Estados Unidos se está realizando el análisis del metagenoma bucal humano, y ya han comenzado los primeros análisis del metagenoma intestinal humano en Japón y en Estados Unidos. Sin embargo, como las poblaciones microbianas del tracto intestinal son particularmente abundantes y complejas, la escala de dichos análisis dista mucho de ser suficiente para permitir una caracterización exhaustiva del metagenoma humano.

Durante la reunión internacional de octubre de 2005 en París se organizaron talleres con expertos de los ámbitos discutidos, en los que se trató sobre la viabilidad técnica de la secuenciación del metagenoma intestinal humano y sus posibles repercusiones para la salud y la industria, así como sobre las posibilidades de financiación de tal empresa.

Se alcanzó un gran consenso en torno a los enfoques, la importancia y la viabilidad del análisis del metagenoma intestinal humano, un análisis que se percibe como una etapa clave del Proyecto Metagenoma Humano.

Se propuso entonces un proyecto titulado Iniciativa Metagenoma Intestinal Humano, destinado a caracterizar las comunidades microbianas del intestino. Dicha caracterización permitirá, entre otras cosas, el análisis de las comunidades microbianas en función de la edad, la alimentación, la enfermedad o el medio ambiente.

El objetivo y los planteamientos El objetivo y los planteamientos
El objetivo y los planteamientos

El objetivo y los planteamientos oLa Iniciativa Metagenoma Intestinal Humano tiene el objetivo de constituir un «conjunto de referencia» relativo al repertorio genético de los microorganismos intestinales. Para ello, se determinará la secuencia del genoma completo de microorganismos cultivables (en torno a mil especies bacterianas), se desarrollarán las técnicas que permitan la secuenciación de los genoma de los organismos que todavía no pueden cultivarse y se hará inventario de los genes de la comunidad microbiana mediante la secuenciación metagenómica (varios miles de especies diferentes).

En primer lugar, dicho repertorio de referencia ofrecerá una visión de la diversidad de los microorganismos intestinales: se  descubrirán nuevos microorganismos, se podrán deducir y comprender mejor los flujos genéticos y las redes metabólicas intestinales, se detectarán nuevas vías de detoxificación y se descubrirán nuevos productos bioactivos, como los péptidos, enzimas y antimicrobianos.

Además, el repertorio de referencia permitirá el desarrollo de herramientas de visualización rápida de la población microbiana, como los chips de ADN, herramientas  detectar la correlación entre la composición y la fisiología de las comunidades microbianas intestinales y el estado de salud de un individuo. Dichas herramientas contribuirán también al desarrollo de nuevos enfoques de diagnóstico, basados en la alteración de las comunidades microbianas asociadas a enfermedades crónicas, alergias o a la obesidad.

De la misma manera, podrán desarrollarse nuevos enfoques de pronóstico, que permitirán estimar la aparición y la evolución de enfermedades y predecir las respuestas a una medicación determinada. También se espera una mejor comprensión del metabolismo de los medicamentos y de los xenobióticos.

Igualmente se  la innovación y el desarrollo de nuevos productos por parte de la industria farmacéutica y la industria alimentaria. Se espera obtener nuevos ingredientes y aditivos en el ámbito de las fibras solubles, enzimas y cultivos microbianos. En el campo de la alimentación funcional, se creará una nueva base más racional, ya que las herramientas permitirán conocer el efecto de cualquier alimento sobre las poblaciones microbianas intestinales, lo  que tendrá un impacto considerable en toda la industria alimentaria. Por último, el conocimiento del metagenoma intestinal permitirá desarrollar la genómica funcional de las comunidades microbianas, con el objetivo de caracterizar las señales moleculares y las diversas formas que adopta el diálogo entre los microorganismos y su huésped. De este modo, se espera una mejor comprensión de la función de los microorganismos en el desarrollo y la maduración del sistema inmunitario y de la inmunosenescencia. Un mejor conocimiento del papel de los microorganismos intestinales utilizados como coadyuvante en vacunas permitirá la optimización de las vacunas vivas y el desarrollo de nuevas estrategias de inmunización.