El microbioma de los alimentos influye en el microbioma humano

La expresión “somos lo que comemos” se extiende más allá de los nutrientes o calorías: una pequeña parte del microbioma intestinal humano se compone de microorganismos adquiridos a través de los alimentos, según indica un reciente estudio publicado en Cell. 

Gran parte de los esfuerzos dirigidos a mejorar la seguridad y conservación de los alimentos está dirigida al control de microorganismos patógenos. No obstante, los microorganismos también pueden mejorar propiedades de los alimentos y favorecer diversos beneficios para la salud humana. La fermentación es uno de los mejores ejemplos de cómo los microorganismos pueden mejorar la calidad de los alimentos al controlar patógenos y mejorar características como el sabor y la textura.  

Pese al potencial impacto del microbioma de la dieta sobre el organismo, hasta el momento, no se había analizado de forma extensa su diversidad. Un reciente estudio, ofrece, por primera vez, una imagen detallada de la variedad de microorganismos que forman parte de los alimentos y su impacto sobre el propio microbioma humano. 

Un equipo de investigadores liderado por la Universidad de Trento ha secuenciado los metagenomas de 2533 alimentos procedentes de 50 países. A partir de los genomas encontrados, los investigadores identificaron más de 1000 especies de bacterias y 108 hongos. Además, encontraron que un pequeño porcentaje del microbioma intestinal humano, hasta el 3% en adultos y el 56% en infantes, se compone de microorganismos adquiridos a través de los alimentos.

“Se trata del mayor estudio sobre microbios en los alimentos jamás realizado”, ha destacado Nicola Segata, microbiólogo computacional de la Universidad de Trento y el Instituto Europeo de Oncología Milán, que ha participado en el estudio. “Ahora podemos utilizar estos datos para comprender mejor cómo la calidad, conservación, seguridad y otras características de los alimentos están relacionadas con los microbios que contienen”.

Metagenómica para conocer los microbiomas de los alimentos

Antes de la revolución de la genómica, el estudio de los microorganismos presentes en los alimentos se realizaba mediante su cultivo individual en laboratorio. Este proceso, muy laborioso, tiene inconvenientes importantes: requiere mucho tiempo y está limitado a aquellos microorganismos que pueden ser cultivados. 

La metagenómica, disciplina que estudia todos microorganismos de una muestra a partir del análisis de su material genético, ha abierto nuevas posibilidades para investigar todo tipo de microbiomas y caracterizar su diversidad.

El equipo de investigadores analizó los metagenomas de 2533 muestras de alimentos, incluyendo 1950 secuenciados por primera vez, lo que representaba un aporte significativo de nuevos datos. 

Las muestras, que procedían de alimentos de 50 países diferentes, incluían diferentes tipos de alimentos. El 65% se trataba de productos lácteos, un 17% de las muestras eran bebidas fermentadas (que incluían cervezas, vinos y otras bebidas tradicionales fermentadas) y un 5% de las muestras eran carnes fermentadas. Además, se incluyeron diversos cereales, vegetales, pescados y otros productos fermentados locales.

El microbioma de los alimentos contiene numerosas especies desconocidas

En las muestras analizadas, los investigadores identificaron 10899 genomas microbianos, que se clasificaron en 1036 especies bacterianas y 108 especies de hongos. Interesantemente, alrededor del 50% de estas especies eran desconocidas hasta la fecha, reflejando la gran diversidad microbiana de los alimentos.

Los resultados del trabajo muestran una amplia variedad en los microbiomas de la dieta humana. Algunos alimentos fermentados, como el queso en salmuera, el vino de palma africano y el pulque (una bebida fermentada de México), mostraron ser especialmente ricos en diversidad microbiana. Además, los investigadores observaron que  alimentos similares, tienden a contener microorganismos parecidos pero no idénticos. Así ocurre por ejemplo con las bebidas fermentadas, más similares entre sí que con otros productos fermentados. También se detectó una mayor variedad de microorganismos entre los productos lácteos, posiblemente debido a que representaban la mayoría de alimentos estudiados.

En el análisis el equipo detectó algunos microorganismos que, sin ser patógenos, podrían influir negativamente en la calidad de los alimentos, por ejemplo, afectando su sabor o durabilidad. Este tipo de resultado, señalan los investigadores, podría ser relevante para mejorar los procesos de producción y conservación de alimentos, así como para desarrollar sistemas de certificación de calidad basados en perfiles microbianos específicos de ciertos productos o regiones.

“Una cosa que resultó sorprendente es que algunos microbios están presentes y desempeñan funciones similares incluso en alimentos bastante diferentes, y al mismo tiempo, demostramos que los alimentos de cada instalación o granja local tienen características únicas”, ha resaltado Segata. “Esto es importante porque podría mejorar aún más la idea de la especificidad y la calidad de los alimentos locales, e incluso podríamos utilizar la metagenómica para autentificar los alimentos procedentes de una instalación o ubicación determinada”.

Implicaciones para la salud y el microbioma humano

Los resultados de este estudio no solo tienen implicaciones para la producción y calidad de los alimentos, sino también para la salud humana. El equipo de investigadores comparó los datos de los microbiomas de los alimentos con 19833 metagenomas humanos de muestras de la boca y el intestino y encontraron que, de media, hasta el 3% del microbioma intestinal adulto y más del 50% del de los niños de corta edad proviene de microorganismos ingeridos a través de la dieta.

Este descubrimiento sugiere que la dieta tiene un impacto directo en la composición microbiana del intestino humano, no solo a través de componentes como ciertos nutrientes o la fibra, que influyen en el microbioma intestinal, sino también mediante la incorporación de microorganismos específicos presentes en los alimentos. Estos microorganismos podrían establecerse de forma permanente en el intestino y  cumplir funciones relevantes para la salud digestiva y el sistema inmunitario.

“Esto sugiere que algunos de nuestros microbios intestinales pueden adquirirse directamente de los alimentos, o que históricamente las poblaciones humanas obtuvieron estos microbios de los alimentos y luego estos microbios se adaptaron para formar parte del microbioma humano”, ha destacado Segata. “Esto puede parecer un porcentaje pequeño, pero ese 3% puede ser extremadamente relevante para la función y el papel dentro de nuestro cuerpo. Con esta base de datos podemos empezar a estudiar a gran escala cómo las propiedades microbianas de los alimentos afectan a nuestra salud”.

“Sería deseable continuar esta caracterización microbiológica con la inclusión de más muestras y alimentos más diversos, lo que posibilitará, en el futuro, la identificación de marcadores alimentarios microbianos únicos, así como la utilización de estas técnicas con suficiente fiabilidad para asegurar la trazabilidad y autenticidad de los alimentos como los autores proponen”, ha señalado a Science Media Center, Baltasar Mayo Pérez, Investigador del CSIC en el Instituto de Productos Lácteos de Asturias. 

Artículo científico:

Carlino N, et al. Unexplored microbial diversity from 2,500 food metagenomes and links with the human microbiome. Cell. 2024 Aug 16:S0092-8674(24)00833-X. doi: https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.07.039

Fuentes:

The microbiome of the food we eat. https://pressroom.unitn.it/comunicato-stampa/microbiome-food-we-eat 

Secuencian el metagenoma de bacterias, hongos y levaduras presentes en más de 2.500 alimentos. https://sciencemediacentre.es/secuencian-el-metagenoma-de-bacterias-hongos-y-levaduras-presentes-en-mas-de-2500-alimentos

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