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Comunicado de prensa. 03/03/2010 Revelados los secretos genéticos de las bacterias intestinales del ser humano
INRA - CEA - MetaHIT
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El ser humano vive en asociación permanente con las bacterias presentes en todas las superficies y cavidades de su cuerpo, la mayoría de las cuales se encuentran en su tubo digestivo. Las células bacterianas que nos acompañan son al menos diez veces más numerosas que las nuestras. Estas comunidades, dinámicas y complejas, determinan considerablemente nuestra fisiología y nuestra nutrición, al igual que nuestra inmunidad y su desarrollo. Por ejemplo, las bacterias realizan funciones indispensables para nuestra salud, ya que sintetizan las vitaminas y contribuyen a la degradación de ciertos compuestos que sin ellas somos incapaces de asimilar. Asimismo, desempeñan un papel capital en las funciones inmunitarias al protegernos de las bacterias patógenas y al «dialogar» con nuestras células epiteliales. Se ha demostrado que existen diferencias significativas en la composición del metagenoma entre personas obesas o que sufren de enfermedades inflamatorias intestinales e individuos sanos, de lo que se deduce que los desequilibrios de la flora digestiva pueden facilitar la aparición de enfermedades.
No obstante, contrariamente al genoma humano, hasta ahora el contenido genómico de estas comunidades bacterianas era prácticamente desconocido. Ello se explica porque, al vivir sin oxígeno en nuestros intestinos, en un entorno difícil de caracterizar y de reproducir, la mayoría de estas bacterias no se pueden cultivar en el laboratorio.
Gracias a MetaHIT*, proyecto europeo que reúne los recursos y los conocimientos específicos necesarios para analizar la ingente cantidad de información, los científicos han caracterizado los genes de bacterias extraídas de las heces de 124 individuos de origen europeo, representativos de poblaciones nórdicas y mediterráneas. Con este fin, se utilizó un método de secuenciación de ADN de nueva generación, de muy alta velocidad, que posibilitaba el análisis de la totalidad del ADN extraído de las heces y el acceso a las especies bacterianas que no se pueden cultivar. De este modo, se produjeron y analizaron 200 veces más datos de secuencias de ADN que en cualquier otro estudio del metagenoma intestinal del ser humano.
Se secuenció el 85% de los genes de las bacterias que viven en la población humana estudiada, lo que representa aproximadamente 3,3 millones de genes bacterianos. Por lo tanto, dicho metagenoma es 150 veces más importante que el genoma humano. Es relativamente completo, incluye la gran mayoría de los genes identificados anteriormente por los estudios de menor alcance con 13 individuos de origen japonés y 18 de origen estadounidense. De la totalidad de los genes secuenciados, 536.000 coincidieron en cada individuo. Alrededor del 40% de estos genes se encuentran en al menos uno de cada dos individuos.
El análisis más detallado del metagenoma ha permitido deducir que los genes secuenciados provienen de un millar de especies bacterianas intestinales. Estas bacterias generalmente se encuentran en grandes porcentajes en el ser humano, aunque la mayoría todavía están por caracterizar. Al menos 170 de estas especies están presentes en cada individuo y al menos 75, en más de uno de cada dos individuos.
Los resultados demuestran que, si se considera la composición de la flora bacteriana intestinal, los seres humanos son relativamente similares entre sí. Los estudios que anteriormente se habían realizado en este ámbito no habían podido establecer esta característica ya que contaban con medios técnicos que solo les permitían caracterizar a las especies más abundantes.
Además, este análisis ha permitido revelar la práctica totalidad de las alrededor de 19.000 funciones codificadas por el metagenoma intestinal humano. Solo 6.000 de estas se encuentran en cada individuo y constituyen el metagenoma intestinal humano mínimo para que el ecosistema intestinal funcione adecuadamente. Incluyen las funciones necesarias para la síntesis de vitaminas y aminoácidos indispensables para el ser humano o para la degradación de los azúcares complejos que son importantes para nuestra nutrición. Unas 1.200 funciones son muy frecuentes y representan el genoma mínimo para que las bacterias intestinales prosperen en el intestino.
De este modo se ha descifrado la parte más importante del metagenoma intestinal humano. Pero más allá de esta descripción, el estudio abre nuevas perspectivas en la investigación de las diferencias en la composición bacteriana de las floras intestinales entre individuos sanos y enfermos. La identificación de estas diferencias posibilitará el desarrollo de herramientas de diagnóstico precoz y, a más largo plazo, dichos trabajos permitirán adoptar medidas preventivas y ofrecer un mejor tratamiento para las enfermedades en las que desempeñan un papel importante los microorganismos intestinales.
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*Proyecto europeo MetaHIT
El objetivo del proyecto europeo MetaHIT (Metagenomics of the Human Intestinal Tract; http://www.metahit.eu/), creado en abril de 2008 y coordinado por el INRA de Jouy-en-Josas, consiste en caracterizar tanto los genes como las funciones bacterianas de la flora intestinal y estudiar los efectos de dichos genes en términos de nutrición y de salud. Con este propósito, el proyecto reúne los esfuerzos de nueve de los organismos de investigación europeos más competentes, cuatro empresas del ámbito agroalimentario y farmacéutico, así como un instituto chino. Cuenta con una financiación de cuatro años de la Comisión Europea incluida en el VII Programa Marco. |
Para más información:
A human gut microbial gene catalog established by metagenomic sequencing
NATURE del 4 de marzo de 2010
Junjie Qin1, Ruiqiang Li1, Jeroen Raes2,3, Manimozhiyan Arumugam2, Kristoffer Solvsten Burgdorf4, Chaysavanh Manichanh5, Trine Nielsen4, Nicolas Pons6, Florence Levenez6, Takuji Yamada2, Daniel R. Mende2, Junhua Li1,7, Junming Xu1, Shaochuan Li1, Dongfang Li1,8, Jianjun Cao1, Bo Wang1, Huiqing Liang1, Huisong Zheng1, Yinlong Xie1,7, Julien Tap6, Patricia Lepage6, Marcelo Bertalan9, Jean-Michel Batto6, Torben Hansen4, Denis Le Paslier10, Allan Linneberg11, H. Bjørn Nielsen9, Eric Pelletier10, Pierre Renault6, Thomas Sicheritz-Ponten9, Keith Turner12, Hongmei Zhu1, Chang Yu1, Shengting Li1, Min Jian1, Yan Zhou1, Yingrui Li1, Xiuqing Zhang1, Songgang Li1, Nan Qin1, Huanming Yang1, Jian Wang1, Søren Brunak9, Joel Doré6, Francisco Guarner5, Karsten Kristiansen13, Oluf Pedersen4,14, Julian Parkhill12, Jean Weissenbach10, MetaHIT Consortium†, Peer Bork2, S. Dusko Ehrlich6 & Jun Wang1,13.
1BGI-Shenzhen, Shenzhen 518083, China. 2European Molecular Biology Laboratory, 69118 Heidelberg, Germany. 3VIB—Vrije Universiteit Brussel, 1050 Brussels, Belgium. 4Hagedorn Research Institute, DK 2820 Copenhagen, Denmark. 5Hospital Universitari Val d’Hebron, Ciberehd, 08035 Barcelona, Spain. 6Institut National de la Recherche Agronomique, 78350 Jouy en Josas, France. 7School of Software Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510641, China. 8Genome Research Institute, Shenzhen University Medical School, Shenzhen 518000, China. 9Center for Biological Sequence Analysis, Technical University of Denmark, DK-2800 Kongens Lyngby, Denmark. 10Commissariat à l’Energie Atomique, Génoscope, 91000 Evry, France. 11Research Center for Prevention and Health, DK-2600 Glostrup, Denmark. 12The Wellcome Trust Sanger Institute, Hinxton, Cambridge CB10 1SA, UK. 13Department of Biology, University of Copenhagen, DK-2200 Copenhagen, Denmark. 14Institute of Biomedical Sciences, University of Copenhagen & Faculty of Health Science, University of Aarhus, 8000 Aarhus, Denmark.
>> Consultar el comunicado de prensa del 11/04/2008 sobre el lanzamiento del proyecto MetaHIT
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Redacción:
Servicio de prensa del INRA Contactos: Contacto científico: Stanislav-Dusko Ehrlich Departamento de Microbiología y Cadena Alimentaria (MICA) Coordinador del proyecto europeo MetaHIT (Metagenomics of the Human Intestinal Tract) Centro INRA de Jouy-en-Josas Tel.: +33 (0)1 34 65 25 10 o Dusko.Ehrlich@jouy.inra.fr |