Yolanda Sanz: “La microbiota intestinal es el centinela de la salud global”

La investigadora del CSIC ha coordinado uno de los proyectos de mayor envergadura sobre el microbioma humano y la salud en Europa

Fecha de noticia: 
Monday, 10 August, 2020

La investigadora del CSIC Yolanda Sanz y su grupo de investigación, del Instituto de Agroquímica y Tecnología de Aalimentos (IATA-CSIC), constituyen un referente internacional en investigaciones sobre la función del microbioma intestinal en el estado de salud y el riesgo de desarrollar diversas patologías, a través de su interacción con la dieta y el huésped y su capacidad para regular los sistemas inmunológicos y neuroendocrinos. Entre las patologías investigadas se incluyen la obesidad y los trastornos neurológicos. También trabaja en el desarrollo de estrategias dietéticas que, a través de la modulación del microbioma, permitan reducir el riesgo de sufrir enfermedades y potenciar la salud. Sanz es experta de la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA).

¿A qué llamamos microbioma y por qué es clave para nuestra salud?

Utilizamos el término microbioma para referirnos colectivamente al conjunto de microorganismos (microbiota) que habitan en un determinado ecosistema y a sus genomas. El intestino es la zona de nuestro organismo más densamente poblada por microorganismos y, especialmente, por bacterias que representan el 90% de estos. La microbiota intestinal establece una relación de simbiosis mutualista con el organismo humano (huésped), que mejora sus competencias biológicas y beneficia a ambos organismos.

La microbiota intestinal nos protege frente al impacto de factores ambientales adversos (dietas deficientes, antibióticos, agentes infecciosos, etc.) e interactúa con diversos órganos y sistemas, regulando múltiples funciones fisiológicas (metabólicas, inmunitarias, neurales, etc.) que son claves para nuestra salud. Como consecuencia, numerosos estudios demuestran que perturbaciones de la microbiota intestinal pueden romper esta relación de simbiosis y contribuir a desarrollo de diversas enfermedades, desde patologías de afectación fundamentalmente intestinal a otras muchas (metabólicas, mentales, autoinmunes, etc.).

Ha liderado el proyecto europeo MyNewGut, uno de las iniciativas de mayor envergadura sobre el microbioma humano en Europa. ¿Cuáles han sido sus aportaciones más importantes y qué conclusiones han obtenido?

Este proyecto nos ha permitido establecer no solo asociaciones, sino también relaciones de causalidad entre la microbiota intestinal, algunas especies bacterianas o los metabolitos producidos por éstas a partir de la dieta, y diversas funciones fisiológicas implicadas en el desarrollo de la obesidad y sus comorbilidades metabólicas (síndrome metabólico y diabetes) y en la salud mental. Entre los hallazgos más importantes podemos destacar los siguientes.

Se ha observado que los niños con un peso normal, que tenían una microbiota con baja diversidad en especies bacterianas y alteraciones en la abundancia de determinadas especies, desarrollaban obesidad tras 4 años de seguimiento, mientras que los niños que no presentaban estas alteraciones en la microbiota mantenían un peso normal en este tiempo. Estos resultados sugieren que la caracterización de la microbiota nos podría ayudar a predecir con mayor precisión la susceptibilidad de los niños a desarrollar obesidad y anticiparnos aplicando estrategias preventivas para reducir su incidencia y comorbilidades en la edad adulta.

A través de un estudio de intervención en humanos en el que se modificó la microbiota de sujetos con síndrome metabólico mediante un trasplante fecal, también hemos demostrado que la microbiota y sus metabolitos regulan la conexión entre el intestino y el cerebro, influyendo en el control de la ingesta de alimentos, a través de un aumento de la expresión de receptores del sistema dopaminérgico en el cerebro.

Además, a través de estudios pre-clínicos hemos podido probar específicamente qué bacterias pueden ayudar a reducir la obesidad y las alteraciones metabólicas asociadas (síndrome metabólico, diabetes tipo 2), estableciendo una relación causal en modelos de obesidad.

Por otro lado, estudios observacionales en humanos también nos han permitido establecer una relación entre el parto por cesárea y el uso de antibióticos, que son factores que modifican la microbiota en los primeros estadios de la vida, y alteraciones posteriores del neurodesarrollo, así como un aumento de la vulnerabilidad al estrés en la edad adulta.

En el marco de este proyecto, ustedes han patentado una bacteria intestinal. ¿En qué consiste este hallazgo?

Una de las áreas de investigación del proyecto europeo ha estado centrada en identificar bacterias, que habitan en el tracto intestinal humano, que puedan influir en la conexión entre el intestino y el cerebro (“el llamado eje-intestino cerebro”) y que, así, nos ayuden a proteger la salud de nuestra mente. Entre los ensayos realizados inicialmente, observamos que la especie Christensenella minuta era una buena productora de serotonina in vitro; este fue un hallazgo interesante porque este neurotransmisor está en bajas concentraciones en los sujetos que sufren depresión, así como en aquellos que sufren estrés, que es un factor de riesgo para el desarrollo de depresión; y desempeña una función crucial en la regulación de nuestras emociones; además, ejerce una función importante en otros aspectos como nuestra capacidad cognitiva. Por otro lado, cuando evaluamos sus efectos in vivo, en un modelo animal de depresión inducida por estrés social crónico (modelo que se asemeja al “bullying” en humanos), observamos que esta bacteria no sólo incrementaba la producción de serotonina, sino que también reducía la sobre producción de corticosterona inducida por el estrés, la vulnerabilidad al estrés y el comportamiento depresivo, que se evaluó con diversas pruebas como el test de interacción social, en el que se observaron mejoras.

¿Cómo se establece la vía de comunicación entre el conocido eje intestino - cerebro?

Esta conexión se establece a través de rutas endocrinas, inmunológicas y neurales que permiten que viaje información sobre el estado de salud y las funciones de diversos órganos en las dos direcciones, desde el intestino al cerebro y desde el cerebro hacia el intestino. Las bacterias que habitan en el intestino, así como los metabolitos que generan fruto de la digestión de componentes de la dieta (neurotransmisores o sus precursores, ácidos grasos de cadena corta, etc.), son parte de los estímulos biológicos y químicos que intervienen en estas rutas de señalización y que pueden modificar funciones esenciales como nuestra respuesta endocrina (producción de cortisol), nuestra respuesta inmunitaria (producción de proteínas pro- o anti-inflamatorias) y nuestras emociones y comportamiento ante una situación de estrés o un trauma, como demostramos en el modelo de estrés social crónico.

¿Cuáles son los nuevos retos en esta investigación?

En el contexto de la obesidad y gracias a la financiación de proyectos nacionales y europeos (MiVAO, MicroILCs), estamos identificando los mecanismos de acción de nuevas bacterias intestinales y productos derivados sobre el control de la ingesta y el metabolismo de la glucosa, a través de vías endocrinas y neurales, y hemos identificado mejoras en la secreción de GLP-1 y su señalización. También estamos investigando qué bacterias y por qué mecanismos celulares y moleculares reducen la inflamación causada por dietas con alto contenido calórico, lo que podría ayudarnos a reducir la inflamación asociada a la obesidad, que es causa del desarrollo posterior de patologías crónicas, como la diabetes. En el contexto del proyecto europeo EarlyCause, también estamos investigado cómo influye la exposición al estrés y las situaciones traumáticas en la microbiota y en el riesgo de desarrollar comorbilidades psiquiátricas y metabólicas, como la depresión y el síndrome metabólico y las patologías cardiovasculares. Este abordaje nos permitirá avanzar en la identificación de bacterias o moléculas derivadas que puedan protegernos frente a mecanismos de patogénesis comunes a diversas patologías y que con frecuencia se presentan conjuntamente.

Ángela Molina / CSIC Comunicación

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