Los pulmones de las personas sanas son el hogar de una
comunidad diversa de microbios que se diferencia notablemente de las bacterias que se encuentran en los pulmones de pacientes con fibrosis quística. Ese es el resultado
de una nueva investigación de la Universidad de Stanford y el Hospital Infantil
Lucile Packard, que tiene amplias implicaciones para el tratamiento de la fibrosis quística y otras enfermedades pulmonares.
"El pulmón no es un órgano estéril", dijo David
Cornfield, MD, autor del nuevo estudio, publicado el 26 de septiembre en
Science Translational Medicine. A pesar de décadas de sabiduría recibida los científicos
pensaban que los pulmones sanos carecían de microbios residentes, y se habían
empezado a cuestionar esa idea. "Esta investigación confirma una sospecha
largamente sostenida de que un bosque de microbios que existen en los pulmones
sanos y enfermos", dijo Cornfield, un neumólogo en Packard Children y
profesor de pediatría en la medicina pulmonar en la Escuela de Medicina.
"Más sorprendente, es que nuestros datos presentan una sugerencia de que
la flora microbiana del pulmón proporciona homeostasis y podría funcionar para
preservar la salud."
Los Microbios de los pulmones sanos "han pasado por
alto, en parte porque las investigaciones anteriores se han centrado en gran
medida en las enfermedades pulmonares, dijo Maizal. Otra falla en los estudios
anteriores era un sesgo hacia la busca de microorganismos que podrían ser
cultivados en laboratorios. Muchos de los tipos de microbios que los investigadores
de Stanford han encontrado en los pulmones sanos nunca han sido cultivadas en
un laboratorio.
Por el contrario, un gran cuerpo de investigación había
demostrado previamente una colonización microbiana crónica en los pulmones de
pacientes con fibrosis quística, una
enfermedad genética que se caracteriza por problemas pulmonares graves,
progresiva y muerte por insuficiencia respiratoria. Por ejemplo, los pacientes
con FQ son vulnerables a la infección crónica con la bacteria Pseudomona
aeruginosa, que puede causar neumonía.
En el nuevo estudio se utilizaron muestras de esputo de 16
pacientes con FQ y nueve pacientes de control sanos. Los científicos también
analizaron muestras de tejido pulmonar de los pulmones de siete pacientes
explantados,es decir, de los órganos retirados cuando los pacientes recibieron
trasplantes de pulmón. (Tres de los beneficiarios
de trasplante de pulmón tenian FQ, y cuatro
tenían otras enfermedades pulmonares.) Los investigadores extrajeron ADN del
esputo y tejidos, y de forma selectiva copian los genes que codifican para las
secuencias del gen 16S ribosomal, que se encuentran sólo en las bacterias. El
material genético resultante se midió para determinar qué phyla (Linea), o tipo
de familia, de las bacterias que aparecen y las contribuciones relativas de cada
linea de bacterias a la población total de bacterias en los pulmones.
Varias diferencias surgieron entre los pacientes con FQ y las
comunidades de bacterias pulmonares de personas sanas. En general, los
individuos sanos tenían más diversidad entre las bacterias de sus pulmones. Una
Linea bacteriana diferente predomino en los dos grupos: los miembros de las
Bacteroidetes y la Línea Fusobacterias eran mucho más prominente en los
individuos sanos, mientras que los pacientes con FQ tenían un mayor porcentaje
de Actinobacteria. Además, las personas sanas tenían una mayor proporción de
bacterias que nunca habían sido cultivadas en un laboratorio.
"Creo que la tendencia a la disminución de la diversidad
puede ser metafóricamente vistos como el mismo fenómeno que puede ocurrir en
una selva tropical", dijo Cornfield. "Cuando el ecosistema de la
selva se altera y predomina un organismo, que socava el equilibrio
cuidadosamente construido y causa alteraciones en los ecosistemas en general.
Creo que es razonable suponer que algo similar podría ocurrir en el microbioma
del pulmón, donde las bacterias patógenas pueden competir con los organismos que
desempeñan un papel saludable, un papel que reafirma la salud ".
Los resultados abren muchos interrogantes para futuras
investigaciones. Nadie ha probado nunca la idea de que ciertos microbios benefician la salud pulmonar, por ejemplo.
"Es posible que tengamos que considerar estrategias que permitan existir los
microbios favorables mientras se
erradican las especies patógenas", dijo Cornfield. "Ese paradigma, si
es verdad, realmente convertiría en la cabeza de la atención de pacientes con
neumonía y otras enfermedades de las vías respiratorias inferiores." La
investigación futura podría probar si los pacientes con FQ o neumonía podrían beneficiarse de dosis de bacterias probióticas a sus pulmones, dijo.
Además, nadie está seguro de cómo a menudo los antibióticos
administrados a los pacientes con FQ cambian los microbios en sus pulmones.
"Las marcadas diferencias en la composición y diversidad
de las comunidades microbianas de los adultos con fibrosis quística y los controles
normales son intrigantes", dijo Thomas Ferkol, MD, director de alergia,
inmunología y medicina pulmonar en la Escuela de Medicina de la Universidad
Washington en St. Louis. "La pregunta que queda por responder es si estas
diferencias se relacionan directamente con la enfermedad pulmonar subyacente o
simplemente una consecuencia del uso frecuente de antibióticos, que ha
demostrado que cambia la microbiota de las vías aéreas superiores". Ferkol
no participó en la investigación.
Más preguntas surgen del hecho de que los perfiles
bacterianos varían dentro del grupo de pacientes con FQ. Los pacientes con FQ
difieren ampliamente en su progresión de la enfermedad, incluso cuando tienen una
enfermedad con la misma mutación genética. Es posible que la función pulmonar
de los pacientes pueda estar relacionada con las bacterias presentes en sus
pulmones. El equipo de investigación planea ahora estudiar si los perfiles bacterianos
individuales de los pacientes pueden ser utilizados para predecir su condición
clínica.
Cornfield colaboró con el primer autor
Paul Blainey, PhD, anteriormente un investigador postdoctoral en Stanford y
ahora miembro de la facultad en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, Carlos Milla, MD,
profesor asociado de pediatría en la medicina pulmonar en Stanford y neumólogo
en Packard Children’s; otro autor principal fue Stephen Quake, PhD, profesor de
bioingeniería y de física aplicada de Stanford e investigador del Howard Hughes
Medical Institute.
Fuente: Eurek Alert
P. C. Blainey, C. E.
Milla, D. N. Cornfield, S. R. Quake.Quantitative
Analysis of the Human Airway Microbial Ecology Reveals a Pervasive Signature
for Cystic Fibrosis. Science Translational
Medicine, 2012; 4 (153): 153ra130 DOI: 10.1126/scitranslmed.3004458
