Investigadores detallan los factores genéticos que influyen en el desarrollo del microbioma intestinal

Rubén Megía González, Genotipia

 

La microbiota intestinal, a menudo llamada “flora intestinal” es el conjunto de bacterias que viven en la parte final del aparato digestivo. Estas poblaciones de bacterias, que comienzan a desarrollarse tras el nacimiento, son esenciales para funciones tan diversas como la correcta digestión de los alimentos, el mantenimiento de la mucosa intestinal y la activación de la respuesta inmunitaria innata. La microbiota es diferente en cada individuo y se sabe que está determinada por diferentes factores externos como la dieta o el entorno, además de la ingestión de antibióticos u otros fármacos.

Ahora, dos trabajos han encontrado nuevas evidencias de que la microbiota intestinal humana depende, además, de ciertos factores genéticos. Los trabajos, ambos publicados en la revista Nature Genetics el pasado 18 de enero, detallan cómo variantes en genes como AB0, LCT o FUT2 influyen en la microbiota intestinal de cada individuo.

 

genes microbioma intestinal
Dos trabajos identifican relaciones entre la variación genética humana y el microbioma del intestino. Imagen: Darryl Leja, National Human Genome Research Institute, National Institutes of Health.

 

El grupo sanguíneo, un factor que influye en la microbiota intestinal

En el primer estudio, realizado por investigadores de la Universidad Christian Albrechts de Kiel, los autores analizaron el genoma de 8.956 individuos, para buscar regiones del genoma asociadas al desarrollo de diferentes bacterias. En total, encontraron 38 regiones del genoma relacionadas con la composición general de la microbiota intestinal y el desarrollo de diferentes microorganismos. Una de estas regiones se encuentra en el gen AB0, responsable del grupo sanguíneo. “Estos genes responsables del sistema de grupos sanguíneos ABO determinan a qué tipo de sangre pertenece una persona”, explica el Dr. Malte Rühlemann, autor principal del artículo e investigador en el Instituto de Biología Molecular de la Universidad Christian Albrechts de Kiel (IKMB).

Tal y como explican los autores del estudio, en la mayoría de las personas, los antígenos del sistema AB0 no solo se forman en la superficie de los glóbulos rojos, sino que también se liberan en intestino. “Son principalmente residuos de azúcares, que posiblemente puedan ser utilizados como fuente de energía por algunas bacterias del grupo Bacteroides, haciendo que estas se presenten con mayor frecuencia”, explica el Dr. Rühlemann. “Particularmente en personas con grupos sanguíneos A, AB o B, este mecanismo parece promover de forma directa la aparición de estas bacterias en el intestino humano”, añade.

Los autores recalcan la importancia de esta fuente de energía adicional en el correcto desarrollo de la microbiota intestinal. En los individuos que no secretan estos azúcares en el intestino, ciertos microorganismos se desarrollarán con una mayor dificultad. “Estos metabolitos parecen ser moléculas importantes en la interacción entre el huésped y diferentes microorganismos”, recalca el Dr. Rühlemann, a la vez que añade que “estudios previos ya demostraron que las personas sin esta vía de secreción están mejor protegidas contra las infecciones por norovirus, por ejemplo”.

Variantes en LCT y FUT2 influyen en la composición del microbioma

El segundo estudio forma parte del consorcio MiBioGen, una colaboración de más de 20 laboratorios de todo el mundo. En él, se detalla cómo diferentes genes humanos influyen en la composición de la microbiota intestinal.

En este trabajo, los investigadores estudiaron el microbioma fecal de más de 18 000 individuos, a la vez que analizaron su genoma. Los resultados mostraron 31 regiones del genoma que influyen en el desarrollo de la microbiota intestinal. Los investigadores destacan dos de estas regiones, en las que se encuentran los genes LCT y FUT2.

LCT, situado en el cromosoma 2 humano, es el gen que codifica para el enzima lactasa. Este enzima tiene un importante papel en la digestión de la lactosa, un azúcar presente en alimentos lácteos. Los autores determinaron que las variantes de LCT influyen significativamente en la abundancia de microorganismos del género Bifidobacterium, modificando el microbioma de cada individuo.

FUT2, a diferencia de LCT, se encuentra en el cromosoma 19 y codifica para un enzima fucosil-transferasa. Este enzima está relacionado con la secreción intestinal del grupo AB0, que, tal y como el primer artículo detalla, se trata de una importante fuente energética para el microbioma intestinal. Los autores han relacionado este gen con el desarrollo de bacterias del género Ruminococcus.

En su investigación, el equipo estudió también la relación entre el microbioma y el desarrollo de diferentes enfermedades. Los resultados reafirmaron observaciones ya conocidas por estudios previos. Por ejemplo, se observó que una mayor abundancia de Bifidobacterium en el intestino disminuye significativamente el riesgo de colitis ulcerosa por enfermedad inflamatoria intestinal.

El futuro de la investigación del microbioma intestinal

Estos nuevos estudios arrojan luz sobre el desarrollo de la microbiota intestinal, a la vez que detallan algunos factores genéticos que influyen en su composición. El siguiente paso de los investigadores consistirá en profundizar en los mecanismos de interacción entre el huésped y su microbiota.

Tras esta primera mejora en la comprensión de los factores genéticos que influyen en la microbiota intestinal, distintos investigadores de la Universidad Christian Albrechts de Kiel están buscando nuevos factores clave. El trabajo de estos autores consistirá en identificar especies bacterianas diana que pueden influir en la aparición de enfermedades infecciosas. “La identificación de estas dianas terapéuticas es un primer paso importante hacia el tratamiento futuro de, por ejemplo, la inflamación intestinal crónica”, explica el Dr. Andre Franke, investigador del Centro de Investigación Colaborativo 1182 y portavoz de la Unidad de Investigación miTarget.

Artículos originales:

Rühlemann MC, et al. A. Genome-wide association study in 8,956 German individuals identifies influence of ABO histo-blood groups on gut microbiome. Nat Genet. 2021 Jan 18. doi: 10.1038/s41588-020-00747-1

Kurilshikov A, et al. A. Large-scale association analyses identify host factors influencing human gut microbiome composition. Nat Genet. 2021 Jan 18. doi: 10.1038/s41588-020-00763-1

Fuentes:

Blood group co-determines composition of the intestinal microbiome. Universidad Christian Albrechts de Kiel.  https://www.uni-kiel.de/en/details/news/006-ruehlemann-naturegen

Genetic factors involved in shaping the composition of the human gut microbiome, finds international research team. Universidad de Bristol. http://www.bris.ac.uk/news/2021/january/mibiogen-study.html

 

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