Los microbios se adaptan a su nuevo entorno junto con sus anfitriones inmigrantes

Los microbios se adaptan a su nuevo entorno junto con sus anfitriones inmigrantes

Un artículo reciente publicado por el grupo de Dan Knights en la Universidad de Minnesota y publicado en la revista Celda Informes de que la composición y diversidad microbiana intestinal cambiaron en cuestión de meses en inmigrantes de entornos rurales de Asia a los Estados Unidos. Los hallazgos clave de los autores fueron:

  • La inmigración a los EE. UU. Desde regiones rurales de Asia se asocia con la pérdida de especies microbianas intestinales, la diversidad y la pérdida de enzimas bacterianas asociadas con la degradación de la fibra vegetal
  • Bacteroides cepas desplazadas de Prevotella que digieren las fibras según el tiempo que pasaron en los EE. UU.
  • La pérdida de diversidad aumentó con la obesidad y se agravó de generación en generación

"La gente comenzó a perder sus microbios nativos casi inmediatamente después de llegar a los Estados Unidos", dijo Knights cuando fueron entrevistados por El diario The Washington Post. "La pérdida de diversidad fue bastante pronunciada: el hecho de venir a los EE. UU., Vivir en los EE. UU. Se asoció con una pérdida de aproximadamente el 15 de la diversidad de microbios". Curiosamente, los hijos de inmigrantes tenían otro 5 con una pérdida de diversidad del 10 .

Knights y sus colegas examinaron la relativa abundancia y diversidad de los microbios intestinales y su contenido genético en muestras de heces de más de mujeres inmigrantes 500 de áreas rurales de Asia, las personas Hmong y Karen. Para obtener una instantánea antes y después de su llegada a los EE. UU., Los investigadores también tomaron muestras de microbiomas de mujeres 19 Karen antes de su partida y después de su llegada. Los científicos compararon todos estos microbiomas con los de los estadounidenses europeos 36 nacidos en los Estados Unidos.

Las especies dominantes en el intestino de los inmigrantes cambiaron de cepas de un grupo de bacterias llamadas Prevotella a un grupo llamado Bacteroides. El genero Prevotella pertenece a los taxones Bacteroiditas que junto con los taxones. Firmicutes constituye la mayoría de los microbios intestinales en el tracto gastrointestinal humano.

Diferencias similares en los taxones microbianos intestinales entre los restos de las poblaciones de cazadores recolectores en África (Hadza) y América del Sur (Yanomami), y las poblaciones que viven en países industrializados, en particular en América del Norte, Europa y Australia, han sido descritas anteriormente (Smits et al. Ciencia 357, 2017; De Filippo, PNAS 2010). Las poblaciones industrializadas tienen microbiotas que están dominadas por Bacterioiditas, mientras que las poblaciones tradicionales en los continentes africano, asiático y sudamericano, que incluyen una variedad de estilos de vida desde agricultores rurales hasta cazadores recolectores, tienen microbiotas que se distinguen en parte por la abundancia de taxones Prevotella, como en el estudio del Caballero (Smits et al. Ciencia).

Pueblo Africa Burkina Faso
Por ejemplo, en un estudio de bacterias intestinales de niños en Burkina Faso, una región de África, Prevotella componían 53% de las bacterias intestinales, pero estaban ausentes en niños europeos de edades similares. Los estudios también indican que la dieta a largo plazo está fuertemente asociada con la composición del microbioma intestinal: aquellos que comen muchas proteínas y grasas animales típicas de la dieta occidental tienen predominantemente bacterias Bacteroides, mientras que para aquellos que consumen más carbohidratos complejos, especialmente fibra, la especie Prevotella dominar. Prevotella las especies producen enzimas que digieren la fibra que contiene alimentos que son más comunes en Asia que en los Estados Unidos.

Si bien estas diferencias microbianas intestinales entre personas que viven en diferentes partes del mundo parecían inicialmente como un rasgo regional estable, dos estudios recientes, incluido el de Knight, sugieren que están influenciados por factores de la dieta y otros factores del estilo de vida. ¿La microbiota intestinal programada durante los primeros años de vida de 3 se adapta a las diferentes dietas y demandas de la maquinaria metabólica más efectiva?

Para responder a esta pregunta, Justin sonnenburg y su grupo examinó las posibles relaciones entre las variaciones estacionales de los hábitos alimentarios y la composición y capacidad funcional de la microbiota intestinal. La vida de los Hadza en el Valle del Rift en África Oriental tiene dos estaciones distintas: una estación húmeda de noviembre a abril y una estación seca de mayo a octubre. A pesar de que el consumo de tubérculos y plantas ricos en fibra ocurre durante todo el año, el forrajeo de bayas y el consumo de miel son más frecuentes durante la temporada húmeda, mientras que la caza es más exitosa durante la estación seca, lo que resulta en el consumo de magro en la caza silvestre. El período de mayor consumo de carne se asoció con un aumento en las especies de Bacteroidetes en el intestino. La misma clase de microbios disminuyó nuevamente durante la estación húmeda a un estado con una similitud significativa con los de la microbiota industrializada. Los taxones que son conducidos a niveles indetectables en la microbiota de Hadza durante la estación húmeda corresponden a taxones que son raros o están ausentes, independientemente de la temporada, en poblaciones industrializadas. Sin embargo, en contraste con los cambios observados en las poblaciones industrializadas en la diversidad y riqueza microbiana intestinal, así como en la expresión de distintos patrones de enzimas digestivas, el microbioma de Hadza siempre regresó a su diversidad completa durante la estación seca.

Hubiera sido fascinante saber si las reducciones microbianas intestinales en la diversidad microbiana intestinal y las especies degradantes de la fibra observadas en los inmigrantes de los Caballeros hubieran sido reversibles al regresar a sus tierras y hábitos alimenticios de origen, como ocurre en las Hadzas durante las diferentes estaciones. , o si estos cambios fueran permanentes como lo son en países industrializados.

¿Los rápidos cambios en la composición y función de los microbios intestinales tuvieron alguna consecuencia para la salud de los inmigrantes? En general, se asume que a medida que disminuye la diversidad microbiana, aumenta el riesgo de enfermedades como la obesidad, la diabetes y el síndrome metabólico, aunque aún queda por establecer la causalidad entre los cambios microbianos y las enfermedades humanas. De hecho, el grupo de los Caballeros observó que las tasas de obesidad entre muchos de los inmigrantes del estudio aumentaron hasta seis veces. Los que se volvieron obesos también perdieron un 10 adicional de su diversidad.

Dado que los cambios observados en la dieta de los inmigrantes fueron más lentos que los rápidos cambios observados en el microbioma intestinal de los inmigrantes, sugieren que factores distintos a la comida norteamericana deben haber desempeñado un papel, incluido el estrés asociado con el reasentamiento y la adaptación a un nuevo entorno. pureza del agua, exposición a medicamentos, en particular antibióticos y otros factores del estilo de vida.

comentarios:

  • Varios estudios demuestran variaciones en la diversidad microbiana intestinal y la abundancia relativa de taxones microbianos. Estas variaciones pueden ocurrir en un patrón estacional cíclico en algunas poblaciones, o pueden ocurrir cuando una población se traslada de un país y los hábitos dietéticos tradicionales a uno con una dieta alta en grasas, alta en azúcar y baja en fibra.
  • En los países industrializados, un aumento en la diversidad y abundancia microbiana solo ocurre dentro de un cierto ancho de banda, pero generalmente no alcanza los niveles vistos en las sociedades tradicionales.
  • Aunque las diferencias en la ingesta dietética parecen estar desempeñando un papel importante en las variaciones de este microbioma, otros factores distintos a la dieta podrían ser responsables, en particular el estrés, la actividad física, la higiene y la pureza del agua potable.
  • Sin embargo, hasta la fecha, no se ha identificado ninguna relación causal entre los cambios microbianos intestinales y la obesidad u otras enfermedades.