Fuente: National Institutes of Health (NIH)

La secuenciación del genoma humano hace 14 años ha sido uno de los grandes hitos científicos de la humanidad. Conocer nuestra identidad genética ofrece valiosas aplicaciones en el campo de la medicina personalizada y regenerativa, pues permite el desarrollo de tratamientos preventivos y curativos basados en la información biológica de las personas. Esto se traduce en nuevas vías de investigación de enfermedades y en la disponibilidad de fármacos más eficaces con menos efectos secundarios, auténticas dianas terapéuticas.

No sólo se ha secuenciado el genoma humano. El tomate, el garbanzo, la remolacha azucarera, el melón, el pino Taedo, la nuez de mar, el pato, el tiburón elefante, el pez cebra, el gorila, el tigre siberiano son sólo algunos ejemplos de seres vivos cuyo mapa genético ha dejado de tener secretos en los dos últimos años.  Su secuenciación ofrece innumerables ventajas, ya sea para diseñar medidas de conservación de la especie, mejorar la calidad y el sabor de la fruta o porque su genoma resulta muy similar al nuestro. Pero volviendo al ser humano, un avance singular ha sido el proyecto microbioma humano que desde 2007 hasta 2012 secuenció los genomas de las bacterias y microbios que viven en nuestro organismo, con la finalidad de caracterizar el microbioma de adultos sanos y el específico asociado con enfermedades.  La comunidad científica persigue con ello conocer la influencia de los microbios en el desarrollo humano y en nuestra salud.

En el programa de radio de divulgación científica Semillas de Ciencia, tuve la oportunidad de entrevistar al profesor de la UEx, Agustín Muñoz Sanz, jefe del Servicio de Patología Infecciosa del Hospital Infanta Cristina de Badajoz, sobre el papel que juega en concreto el microbioma intestinal en nuestra salud. El microbioma es el conjunto de bacterias o microbiotas que nos habitan con sus genomas, es decir, su información genética. Somos más bacterias de lo que pensamos, las cifras así lo demuestran, “el número de bacterias en nuestro cuerpo es 10 veces superior al número de células humanas. Tenemos diez billones de células y nos habitan en torno a cien billones de bacterias en todo el cuerpo”, explica el experto. Muchos de estos microbios han evolucionado a la vez que las personas, colaborando y perfeccionando el funcionamiento de nuestro organismo, pero otros, sin embargo, están relacionados con enfermedades.

Estos organismos viven con nosotros en el tracto digestivo, la piel, la boca, el tracto respiratorio y el tracto genitourinario. “Las personas desde que nacemos hasta que morimos tenemos nuestro propio microbioma intestinal, es como un DNI genético distinto de los demás. Hay variaciones incluso según el origen geográfico de la persona, no es lo mismo el microbioma de un chino que el de un europeo, o incluso en los niños es diferente si el nacimiento es por vía vaginal o por cesárea, según el niño reciba o no las bacterias de la vagina de la madre.”

Según Muñoz Sanz, el microbioma residente en el intestino presenta un gran valor para tomar decisiones terapéuticas, tanto para entender cuestiones de salud como de enfermedad, así por ejemplo, la relación de estas bacterias y sus genes con la arteriosclerosis, con la obesidad y con enfermedades inflamatorias intestinales como la colitis ulcerosa o la enfermedad de Crohn. Estas bacterias ejercen un papel muy importante porque metabolizan los alimentos. “La acción de los alimentos sobre estas bacterias y sus genes, por un lado, y la acción de las bacterias sobre los alimentos “desestructurando” los metabolitos, por otro,  tienen efectos importantes tanto a nivel local como sistémico. De esta manera, participan en funciones inmunitarias de defensa local y reprimen o favorecen la aparición de tumores como el cáncer de colon”, continua el profesor de la UEx y coordinador del grupo “Investigación en Patología Infecciosa“.

Otro aspecto importante del microbioma intestinal tiene que ver con la medicina hospitalaria, debido a la aparición de resistencias bacterianas a los antibióticos en los hospitales. Muñoz Sanz prevé que en un futuro no muy lejano, antes de prescribir un antibiótico, se realice una prueba que permita conocer el microbioma del paciente. “Hay determinados tratamientos antibióticos que causan problemas muy serios en los hospitales por la modificación del microbioma, como en el caso de la colitis pseudomembranosa, donde el antibiótico ha arrasado el microbioma, y puede requerir medidas extraordinarias, pero muy efectivas, como el trasplante de heces de un familiar o una persona cercana, que recarga el intestino con una nueva flora microbiana”.

El microbioma también se puede modificar o manipular para prevenir patologías. En esta dirección se están dirigiendo los ensayos clínicos que buscan la  dieta o el microbioma preciso para que surjan las bacterias que deseamos, específicas contra la obesidad, la producción de la colitis ulcerosa o que eviten el cáncer de colón.

Las bacterias están en el origen de la vida, su conocimiento favorece el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas, que promueven, sin duda, tratamientos más personalizados y eficaces, el camino hacia una medicina que trate el individuo y no sólo a la enfermedad.

Semillas de Ciencia

Este reportaje forma parte del programa sobre medicina personalizada disponible en podcast en la web del espacio. Semillas de Ciencia es proyecto de divulgación de la Ciencia, financiado por FECYT,  coordinado por la Fundación Universidad Sociedad de la Universidad de Extremadura, y llevado a cabo por Onda Campus y el Servicio de Difusión de la Cultura Científica de la UEx, con la colaboración de 22 radios universitarias.

El receptor de dioxina (AhR) es una proteína que interviene en fisiología celular y en la homeostasis orgánica, además de desarrollar un papel relevante en cánceres por exposición a ambientes tóxicos ambientales de origen químico. Sin embargo, el modo en que este receptor afecta al crecimiento tumoral y a su metástasis estaba por determinar. Con la finalidad de facilitar el desarrollo de herramientas de diagnóstico y terapéuticas en un cáncer de creciente incidencia en la población como es el caso del melanoma, el Grupo de Investigación de Biología Molecular del Cáncer (BIMOCAN) de la Universidad de Extremadura, ha llevado a cabo un estudio del comportamiento del receptor de dioxina en este cáncer. Los resultados publicados en la revista Carcinogenesis han demostrado que el receptor de dioxina (AhR)  juega un papel importante en la célula porque inhibe o suprime el crecimiento de las células de melanoma y su posterior metástasis.

Grupo de investigación de la UEx - BIMOCAN

Los investigadores han observado de manera comparativa cómo en células malignas de melanoma de ratón, modificadas genéticamente para expresar niveles muy bajos del receptor de dioxina, desarrollan tumores más grandes y más metastáticos, mientras que un aumento en el nivel de dicha proteína produce el efecto contrario, inhibiendo el desarrollo tumoral y su diseminación. Los investigadores han concluido que el receptor bloquea el desarrollo del tumor porque la presencia de la proteína impide que la célula tumoral migre, y lo que es muy importante, porque bloquea la producción de células madres tumorales.

El equipo de investigadores, coordinado por Pedro Fernández-Salguero y en colaboración con el Servicio de Anatomía Patológica del Hospital Universitario Infanta Cristina dirigido por el Dr. Javier Sáenz Santamaría, ha analizado también muestras de melanomas humanos y ha podido constatar que los melanomas con mayor grado de malignidad presentan menores niveles de receptor de dioxina, “puesto que el tumor “apaga” la proteína y la inhibe para que no impida su crecimiento”, ha explicado Fernández-Salguero.  En base a esta investigación, los científicos proponen que el receptor de dioxina puede ser considerado un marcador molecular en el melanoma, ya que según el investigador de la UEx, “puede aportar información sobre cómo va a progresar la enfermedad, con un posible valor diagnóstico y pronóstico, e incluso terapéutico, pues permitiría el desarrollo de moléculas que se unan a la proteína y cambien su actividad”.

Ahora, la investigadora del mismo grupo María Contador está estudiando la relación entre la expresión de esta proteína celular con otras proteínas que también tienen un papel en el desarrollo del melanoma, con el objetivo de proponer un patrón de expresión de proteínas que pueda ser predictivo del  desarrollo de la enfermedad.

Esta investigación ha contado con la colaboración del Servicio de Anatomía Patológica del Hospital Universitario Infanta Cristina, del Centro de Investigación del Cáncer (USAL-CSIC) y de la Universidad de Murcia.

Referencia:

María Contador-Troca, Alberto Alvarez-Barrientos1, Eva Barrasa, Eva M. Rico-Leo, Inmaculada Catalina-Fernández, Mauricio Menacho-Márquez, Xosé R. Bustelo, José C. García-Borrón, Aurea Gómez-Durán, Javier Sáenz-Santamaría and Pedro M. Fernández-Salguero. “The dioxin receptor has tumor suppressor activity in melanoma growth and metastasis”. Carcinogenesis (2013) 34 (12):2683-2693.doi: 10.1093/carcin/bgt248