“Creí que era el principio de una nueva etapa y casi es el final”, admite apesadumbrado Manuel Carrasco, empleado en servicios municipales en Sevilla de 59 años. Entró en el hospital a principios del verano para que le retiraran una sonda tras un tratamiento oncológico. En cuestión de horas, una sepsis, una reacción extrema a una infección generada en esa simple intervención, le llevó a la UCI. Un mes después dejó el hospital tras sufrir amputaciones de los dedos por los efectos del ataque, que no respondió inicialmente a los tratamientos convencionales. Evitar estas afecciones y las 700.000 muertes que la Organización Mundial de la Salud calcula que se producen cada año por bacterias resistentes a los antibióticos es una carrera contra el reloj para la que dos investigaciones publicadas en Cell han abierto nuevas vías que están en nuestro interior: los microbios con los que convivimos (39 billones) y los que vienen con los alimentos cotidianos. Todos cuentan con un arsenal desconocido que utilizan para residir, interactuar y defenderse. Y esas armas pueden ser muy útiles.

César de la Fuente, biotecnólogo español de 38 años que dirige un laboratorio con su nombre en la Universidad de Pensilvania, lleva toda su vida investigadora rebuscando antibióticos eficaces que reemplacen a los existentes, frente a los que las bacterias aprenden a resistir. Ha hallado moléculas potenciales en nuestros antepasados, los neandertales, en especies extintas, como el mamut, y casi un millón de antibióticos nuevos en el microbioma global, según artículo reciente publicado en Cell. Una nueva investigación en colaboración con la profesora Ami Bhatt y su equipo en Stanford, publicada también por Cell, ha acercado la búsqueda hasta nosotros mismos y explorado nuestra piel y nuestro sistema digestivo, que son hábitats naturales para ese universo microscópico.

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“En nuestro cuerpo existen billones de microbios compitiendo por espacio, obligados a atacarse y defenderse para sobrevivir en un entorno extremadamente hostil. Es una guerra química en la que los protagonistas son los microbios. Pensamos que este entorno es propicio para la innovación, permitiendo que los microbios produzcan nuevos compuestos”, explica por teléfono poco antes de dar una conferencia sobre sus hallazgos en Florencia (Italia), donde también ha sido galardonado con el Premio Bodanszky.

Al igual que sucede con los fragmentos de ADN que inicialmente se consideraban inútiles y que poco a poco desvelan su razón de ser, De la Fuente se ha fijado en todos los pequeños marcos de lectura abierta (smORF, acrónimo inglés para small open reading frame). “Son pedacitos [secuencias genéticas] que antes se pensaba que no hacían nada, que no tenían ningún tipo de función biológica”, simplifica para explicarlo. “Pero al analizarlos”, añade, “descubrimos que codifican moléculas antibióticas, que son funcionales”.

A partir del análisis computacional de 444.054 proteínas provenientes de casi 2.000 microbiomas humanos, los equipos de la Universidad de Pensilvania y Stanford han encontrado más de 300 candidatos con capacidad antibiótica, de los que han seleccionado 78. El 70% de ellos funciona en cultivos de laboratorio y los más prometedores han mostrado eficacia en modelos preclínicos de ratones. “La actividad de algunas de estas moléculas es comparable a la de antibióticos existentes”, resalta. “La molécula más favorable la hemos bautizado con el nombre prevotelina y es producida por el microbio intestinal Prevotella copri. Es fascinante pensar en los microbios como farmacias que producen compuestos que pueden beneficiar al ser humano”, explica.

“Otra cosa interesante es que vimos que las moléculas pueden modular comunidades de bacterias beneficiosas. Creemos que podrían actuar en el microbioma humano para reprogramar estas comunidades”, añade.

Microbios en los alimentos

El estudio de César de la Fuente se ha adelantado a otro, con participación española y publicado también por Cell, donde los investigadores han desarrollado para el MASTER EU consortium una base de datos del “microbioma alimentario” mediante la secuenciación de los metagenomas de 2.533 comidas diferentes. El trabajo identifica 10.899 microbios asociados a los alimentos, la mitad de los cuales eran especies desconocidas hasta ahora. Estos microorganismos asociados a los alimentos representan un 3% del microbioma intestinal de los adultos y el 56% del microbioma intestinal de los bebés.

“Este es el estudio más grande de microbios en los alimentos”, dice el coautor y microbiólogo computacional Nicola Segata, de la Universidad de Trento y el Instituto Europeo de Oncología en Milán. “Ahora podemos comenzar a usar esta referencia para comprender mejor cómo la calidad, la conservación, la seguridad y otras características de los alimentos están relacionadas con los microbios que contienen”

El equipo analizó los metagenomas asociados a los alimentos de 50 países; el 65% de fuentes lácteas, el 17% de bebidas fermentadas y el 5% de carnes fermentadas. Además de las aplicaciones para mejora de los productos alimenticios, los investigadores destacan que, comprender el microbioma de los alimentos, puede beneficiar la salud humana de forma directa porque algunos de los microbios que comemos pueden convertirse en miembros estables de nuestro propio cuerpo.

De la Fuente resalta la importancia de estos estudios, complementarios a las investigaciones que desarrolla para identificar y desarrollar el microbioma más beneficioso.

Cristian Díaz-Muñoz, investigador en el Gastrointestinal Genetics Lab (CIC bioGUNE – BRTA), califica la base de datos desvelada como un “verdadero atlas para cualquier microbiólogo y, por tanto, un punto de partida para futuras investigaciones”.

En línea con De la Fuente, el investigador del centro vasco destaca en Science Media Center (SMC) España: “El vínculo entre la microbiología alimentaria y la microbiota humana confirma el dicho popular de que somos lo que comemos y reafirma las bases sobre las que asentar alimentos probióticos de calidad que contengan microorganismos con capacidad probada de colonizar el tracto digestivo y tener un efecto positivo sobre la salud intestinal”.

Baltasar Mayo Pérez, profesor de Investigación del CSIC en el Instituto de Productos Lácteos de Asturias, destaca a SMC que el trabajo “representa el mayor esfuerzo científico para la caracterización microbiológica de alimentos (…) utilizando las técnicas de secuenciación masiva de última generación y las más avanzadas herramientas informáticas”.

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