Alteraciones del microbioma aumentan el riesgo de sufrir diabetes
Ciertas especies y cepas específicas de bacterias están relacionadas con cambios en el funcionamiento del microbioma intestinal y el riesgo de padecer diabetes de tipo 2.
Por el Brigham And Women's Hospital
Por lo general, la diabetes tipo 2 se desarrolla lentamente con el tiempo. La mayoría de las personas con esta enfermedad tienen sobrepeso u obesidad en el momento del diagnóstico. El microbioma intestinal podría jugar un papel nada desdeñable en su aparición. Imagen generada con DALL-E
La investigación más ambiciosa desde el punto de vista étnico y geográfico hasta la fecha sobre el microbioma intestinal de las personas con diabetes de tipo 2, prediabetes y un estado saludable de glucosa se ha topado con que virus específicos y variantes genéticas en bacterias se corresponden con cambios en la función del microbioma intestinal y el riesgo de que haga acto de presencia la diabetes de tipo 2.
Los resultados del estudio, fruto de una colaboración entre el Hospital Brigham and Women's, el Broad Institute of MIT and Harvard, y la Facultad de Salud Pública T.H. Chan de Harvard, han sido hechos público en la revista Nature Medicine.
"El microbioma es muy variable en diferentes ubicaciones geográficas y grupos raciales y étnicos. Si solo se estudia una población pequeña y homogénea, probablemente se perderá algo —explica Daniel Dong Wang, del Brigham And Women's Hospital y la Facultad Chan de Harvard, y coautor del trabajo. Y añade—: "Nuestro trabajo es, con mucho, el estudio más grande y diverso de su tipo".
El microbioma intestinal es una comunidad compleja de microorganismos que juega un papel crucial en la salud humana
"La relación del microbioma intestinal con enfermedades complejas, crónicas y heterogéneas, como es el caso de la diabetes de tipo 2, es bastante sutil —comenta Curtis Huttenhower, de la Harvard Chan School and Broad y también coautor del estudio. Y añade—: Al igual que los estudios de grandes poblaciones humanas han sido cruciales para comprender la variación genética humana, las poblaciones extensas y diversas son también necesarias —y cada vez más factibles— para las investigaciones en profundidad de la variación del microbioma".
No cabe duda de que el microbioma intestinal, o sea, la comunidad de microorganismos, principalmente bacterias, que habitan en el tracto gastrointestinal humano, desempeña un papel crucial en la salud y el bienestar general del huésped humano, e influye en la digestión, el metabolismo, el sistema inmunológico y hasta en la función cerebral.
Se ha asociado un desequilibrio en el microbioma intestinal (disbiosis) con diversas condiciones de salud, como el síndrome del intestino irritable, enfermedades inflamatorias intestinales, obesidad y diabetes de tipo 2.
La diabetes de tipo 2 afecta a 537 millones de personas en todo el mundo
La diabetes de tipo 2 afecta aproximadamente a 537 millones de personas en todo el mundo. Para 2045, las proyecciones de la Federación Internacional de Diabetes (FID) estima que uno de cada ocho adultos tendrá exceso de azúcar en sangre. En la diabetes de tipo 2, el organismo pierde gradualmente su capacidad de regular eficazmente los niveles de azúcar sanguíneo.
Las investigaciones de la última década han relacionado los cambios en el microbioma intestinal con el desarrollo de esta enfermedad. Sin embargo, los estudios previos sobre el microbioma intestinal y su papel en la diabetes de tipo 2 han sido demasiado pequeños y variados en su diseño como para extraer conclusiones significativas.
En este nuevo trabajo, los investigadores analizaron los datos del recién creado Consorcio de Microbioma y Enfermedades Cardiometabólicas (MicroCardio). La investigación incorporó datos recién generados, así como los recogidos originalmente en otros experimentos, para de esta manera abarcar a un total de 8.117 metagenomas del microbioma intestinal de participantes procedentes de diferentes etnias y lugares.
Ciertas cepas de bacterias tienen cometidos que podrían estar relacionados con un mayor o un menor riesgo de sufrir diabetes de tipo 2. Imagen generada con Copilot
Las personas incluidas en el estudio padecían diabetes tipo 2, prediabetes y con valores normales de glucosa en la sangre, y procedían de diferente partes del mundo: Estados Unidos, Israel, Suecia, Finlandia, Dinamarca, Alemania, Francia y China.
"Con este gran estudio, nos hicimos dos preguntas. Una de ellas fue la siguiente: ¿cuáles son las funciones de las especies y cepas que componen el microbioma intestinal en la diabetes de tipo 2? La otra : ¿qué están haciendo estos microbios? —dice Fenglei Wang, de la Harvard Chan School and Broad. Y añade—: Cuando analizamos estos datos, nos encontramos con un conjunto relativamente consistente de especies microbianas relacionadas con la diabetes de tipo 2 en nuestras poblaciones de estudio. Muchas de esas especies nunca antes habían sido reportadas".
Para comprender el papel de estos microorganismo en el intestino, el equipo analizó las capacidades funcionales de las especies identificadas. Las distintas cepas de una especie microbiana pueden tener funciones variadas, como es la capacidad de producir un aminoácido específico. El equipo descubrió que ciertas cepas tenían cometidos que podían estar relacionados con un mayor o un menor riesgo de sufrir diabetes de tipo 2.
Una cepa de la bacteria Prevotella copri está involucrada en el riesgo de sufrir obesidad y diabetes de tipo 2
Una de las principales diferencias funcionales que observaron fue que una cepa de Prevotella copri —un bacilo común en el intestino que tiene la capacidad de producir grandes cantidades de aminoácidos de cadena ramificada (BCAA)— era más común en los microbiomas intestinales de los pacientes con diabetes. Estudios anteriores han demostrado que las personas con niveles crónicamente elevados de BCAA en la sangre tienen un mayor riesgo de presentar obesidad y padecer diabetes de tipo 2.
Los investigadores también hallaron indicios de que los bacteriófagos —virus que infectan a las bacterias— podrían estar provocando algunos de los cambios detectados en determinadas cepas de bacterias intestinales.
"Nuestros hallazgos relacionados con los bacteriófagos fueron muy sorprendentes — dice Wang. Y continúa—: Esto podría significar que el virus infecta a las bacterias y cambia su función de una manera que aumenta o disminuye el riesgo de diabetes de tipo 2, pero se necesita más trabajo para entender esta conexión".
Grupo de bacteriófagos infecta una bacteria. Estos virus que atacan a las bacterias podrían cambiar el funcionamiento de estas de manera que aumentarían o disminuirían el riesgo de padecer diabetes de tipo 2. Crédito: Professor Graham Beards
En otro análisis, el equipo estudió un pequeño subconjunto de muestras de pacientes recién diagnosticados de diabetes de tipo 2 para evaluar los microbiomas con menos probabilidades de haber sufrido los efectos secundarios de la medicación o de mantener unas altas concentraciones de glucosa en sangre durante un largo periodo de tiempo. Según Wang, los resultados fueron similares a los de los estudios más amplios.
"Creemos que las alteraciones en el microbioma intestinal causan la diabetes de tipo 2 —afirma Wang. Y añade—: Es posible que los cambios en el microbioma se produzcan primero y que la diabetes se desarrolle después, y no al revés, aunque se necesitan futuros estudios prospectivos o de intervención para probar firmemente esta relación".
Cada uno de nosotros tiene un microbioma altamente personalizado
"Si estas características microbianas son causales, podemos encontrar una forma de cambiar el microbioma y reducir el riesgo de que se presenta la diabetes de tipo 2 —explica Wang. Y continúa—: El microbioma es susceptible de intervención, es decir, se puede cambiar el microbioma, por ejemplo, con modificaciones en la dieta, probióticos o trasplantes fecales".
Una limitación importante del estudio es que, en su mayor parte, analizó los microbiomas de los pacientes en un momento dado. No observó los cambios en el microbioma intestinal ni en el estado de la enfermedad a lo largo del tiempo.
Los estudios futuros que se basan en este trabajo incluyen el estudio de este vínculo durante un período prolongado y el examen de las funciones específicas de la cepa bacteriana para comprender mejor cómo conducen a la diabetes de tipo 2.
"Un beneficio y un desafío del microbioma humano es que es altamente personalizado —confiesa Huttenhower. Y concluye—: El hecho de que cada uno de nosotros tenga comunidades microbianas y genética microbiana muy distintas significa que se necesitan estudios poblacionales muy grandes para encontrar patrones consistentes. Pero una vez que lo hagamos, los microbiomas individuales tienen el potencial de remodelarse para ayudar a reducir el riesgo de sufrir ciertas enfermedades". ▪️
Información facilitada por el Brigham and Women’s Hospital -Adaptación: Enrique Coperías / RexMolón Producciones
Fuente: Mei, Z., Wang, F., Bhosle, A. et al. Strain-specific gut microbial signatures in type 2 diabetes identified in a cross-cohort analysis of 8,117 metagenomes. Nature Medicine (2024). DOI: https://doi.org/10.1038/s41591-024-03067-7
