Vocabulario Esencial Microbioma PDF

VOCABULARIO ESENCIAL MICROBIOMA: Grupo de MO alojados en sitios anatómicos específicos. Microbioma es la microbiota más sus genes y productos génicos. MICROBIOTA: Los MO solamente. Bacterias, virus, hongos, parásitos. Aunque los parásitos han sido menos estudiados. EJE INTESTINO-CERE...

VOCABULARIO ESENCIAL MICROBIOMA: Grupo de MO alojados en sitios anatómicos específicos. Microbioma es la microbiota más sus genes y productos génicos. MICROBIOTA: Los MO solamente. Bacterias, virus, hongos, parásitos. Aunque los parásitos han sido menos estudiados. EJE INTESTINO-CEREBRO: Es la señalización bioquímica bidireccional que tiene lugar entre el tracto gastrointestinal y el sistema nervioso central. Dicen, que dependiendo de lo que uno coma, tiene antojos, la hipótesis es que tanto la microbiota como las bacterias malas se acostumbran. ○ Estas bacterias malas hacen disbiosis, cuando no se alimentan, ellas empiezan a alimentarse del epitelio. Por eso hay personas en las que se asocia la disbiosis con enfermedades inflamatorias intestinales. ○ Algunas bacterias buenas son precursores de neurotransmisores, que son recaptados a nivel intestinal por el nervio vago (que hace conexión directa con el SNC) por eso cuando uno está estresado puede comer más o menos. PROBIÓTICO: Administración de MO beneficiosos vivos en alimentos o suplementos destinados a mantener o mejorar las bacterias "buenas" (microbiota normal) del cuerpo. Eso lo vemos en los fermentados, Kéfir, enterogermina, kombucha. El Kéfir es un cultivo de bacterias que crecen en la leche. Los probióticos deben mantenerse en temperaturas muy bajas, si no se mueren. PREBIÓTICO: son alimentos (generalmente con alto contenido de fibra) que actúan como nutrientes para la microbiota humana, para nuestras bacterias comensales. La naturaleza de ella son fibras, carbohidratos complejos que ni siquiera nosotros somos capaces de eliminarlos, son oligosacáridos. Pero las bacterias sí tienen las enzimas para degradarlos, eso fomenta que las bacterias buenas crezcan y colonicen (eubiosis). Por ejemplo, la chía, Kéfir, avena, almendras etc son prebióticos permite un ecosistema eubiótico en nuestros intestinos. Los espárragos son buenísimos como prebióticos. EUBIOSIS: cuando las bacterias buenas crecen y colonizan. Cuando nuestra microbiota está “normal” o en equilibrio, es decir, cuando nos podemos beneficiar de sus efectos sobre la salud a nivel metabólico, inmunitario, neuronal y de barrera protectora. Por eso es tan importante mantener una buena flora intestinal. Yo estoy en eubiosis cuando tengo todas las bacterias comensales creciendo en mí. DISBIOSIS: desequilibrio en el número o tipo de colonias microbianas que han colonizado al hombre. Se da más en el tracto digestivo, pero puede producirse en cualquier parte en la que haya una superficie expuesta o una membrana mucosa. Las salsas, pollo, comida chatarra, son las que alimentan las bacterias patógenas, todas las demás bacterias que están en la avena y en los espárragos se mueren. Las bacterias que están disbiosis se comen el epitelio y se relacionan con enfermedades intestinales inflamatorias. TRASPLANTE FECAL: es un tratamiento que consiste en colocar las heces sanas de otra persona en su intestino grueso (colon). Las personas en UCI con antibióticos de amplio espectro quedan con trastornos intestinales graves, porque perdió su microbiota y se selecciona el Clostridium difficile. Se puede aplicar enema o transplante fecal. La FDA ya lo aprobó para infección de Clostridium difficile → le trasplantan el popo con bacterias buenas de un paciente sano. Ver el documental de netflix: Hack your health: the secrets of your gut DETONANTE DE LA INTERRELACIÓN ENTRE HUMANOS Y MICROBIOS En el año 2008 aparece el proyecto microbioma humano. Para estudiar las interacciones humano-microbioma. Nace como una iniciativa que pretende conocer las comunidades que viven con nosotros, cuáles son las buenas y las patógenas. Se dividió en dos fases: 1. PRIMERA FASE: Estudios moleculares y desarrollo de herramientas computacionales. La gran mayoría del microbioma, NO se pueden cultivar, son MO fastidiosos. Sí no se puede cultivar en un agar, ¿cómo sacó solo las que necesito? por eso es necesario técnicas moleculares (PCR, secuenciaciones) para poderlas identificar y predecir función. 2. SEGUNDA FASE: En una segunda fase del genoma humano, HMP, se buscaba determinar ¿Cuál es la composición de los MO? ¿Quién prevalece sobre quién en diferentes condiciones de salud? Solo el 10% de las bacterias que hay identificadas al momento se pueden cultivar, el 90% no. Por eso debemos de hacer técnicas moleculares: Saco el ADN de las bacterias Reconocer qué está y qué hace ahí Podemos tener un microbiota residente y transitorio Transitorio: es muy grande y diverso. Eso complica saber cuál es el microbioma realmente. Residente: permanente, siempre vamos a tener. METATAXONÓMICA Y METAGENÓMICA Yo saco el adn de una muestra (ej: frotis vaginal) del cual le extraigo ese adn, le hago técnicas moleculares basadas en el gen 16S rRNA y ahí puedo identificar cuáles bacterias están allí. Porque a nivel vaginal hay eubiosis y disbiosis. La disbiosis la hace susceptible a infecciones vaginales (Ej. candida, vaginosis). Va a ser susceptible a enfermedades de transmisión sexual en disbiosis. Si está en eubiosis inclusive puede proteger a la mujer del VIH por el pH sano (como por los Lactobacillus). También puedo secuenciar genomas completos: identificar genes e identificar qué hace cada uno de los genes que están allí. Cuando identificó cuáles genes están ahí, hablamos de que yo hago METATAXONÓMICA. Si necesitamos saber cuando identifica los genes de la bacteria, función y define rutas metabólicas, específicamente hablamos de METAGENÓMICA. LOGROS DEL PROYECTO MICROBIOMA HUMANO Secuenciamiento de >3000 genomas del bacterioma provenientes del cuerpo humano. Perfiles completos del microbioma en más de 300 humanos “saludables” Datos de secuencias del metagenoma de una cohorte de humanos Datos de bacterias, hongos, virus y parásitos de una cohorte de humanos Integración de metagenoma, transcritos, proteínas y perfiles de metabolitos de humanos y microbioma Programas computacionales para el estudio del microbioma Estudios integrativos de bases de datos en prematuros, enfermedad intestinal inflamatoria y prediabetes  ¿DE DÓNDE VIENE NUESTRO MICROBIOMA? El microbioma lo adquirimos a través de la mamá, si es por parto vaginal se está recibiendo el microbioma que debería ser. En teoría, la madre debe tener un microbioma en eubiosis. A través del parto vaginal: Los niños nacen con la cara hacia la parte anal. Está teniendo contacto con el canal vaginal y el tracto gastrointestinal ahí es donde se puede adquirir. Lo ideal es adquirirlo (en eubiosis) a través de este proceso (el parto). A través de la leche materna: Es importante la LACTANCIA. La leche NO solo transmite anticuerpos, sino también porque el contacto del niño con el seno/pezón va a exponer al niño a las bacterias de la piel de la madre. Entonces el niño se forma a través del microbioma de la mamá y todo lo que compone su medio. Nota. Hay hipótesis de que hay ciertas bacterias en la leche materna, aunque esta se considere un ambiente estéril, pero está en investigación. El profesor no está tan de acuerdo, piensa que es algo más asociado al contacto con el pezón. La leche materna es rica en oligosacáridos, que no nos sirve a nosotros, pero sí a las bacterias buenas. Por lo que brinda nutrición e inmunidad a las bacterias buenas que van a colonizar el intestino. Los oligosacáridos son prebióticos naturales. ¿Qué pasa si nacemos por cesárea? ¿Qué sucede si la madre no puede lactar? Hay una disrupción de la transferencia de microbiota se ha asociado con enfermedades. Por ejemplo, antibióticos, cesárea, leche en polvo lleva a que el niño tenga una disbiosis temprana. Los niños que sean sometidos a estos ejemplos, parece ser que tienen una mayor probabilidad de problemas alérgicos, inmunológicos, diabetes y obesidad a través del tiempo. Es una asociación, más no una correlación. Eso se está investigando. Se han hecho estudios de cohorte en pandemia: impregnaban isopos con secreción vaginal de la mamá a los niños. Dentro de esta perspectiva es que ya se han estado desarrollando leches con probióticos para niños. INCREMENTO DE PARTOS POR CESÁREA En la vida actual la tendencia de partos por cesárea es mucho más común, por los programas, las necesidades, por el dolor del parto natural. En general la tendencia en el mundo es de partos por cesárea.  LA LECHE MATERNAS ES EL COMPLEMENTO IDEAL DEL MICROBIOMA ¿Cómo estimula la leche materna la maduración del microbioma intestinal del niño? Son los oligosacáridos mencionados. Le damos al niño prebióticos y probióticos, pedidos por las bacterias buenas en leche materna, y con eso se madura el microbioma del niño. SOMOS MÁS ADN BACTERIANO QUE HUMANO Las bacterias son el tipo de microbioma MÁS abundante. Si nosotros cogemos y sacamos el ADN del cuerpo hay más gen bacteriano que humano, la proporción es 10:1, cada uno de nosotros tenemos 10 veces más genes bacterianos que los mismos humanos. Tenemos 23.000 genes humanos, y en contexto podemos tener 1´000.000 o más de genes bacterianos. Nosotros somos algo que alberga unas bacterias, son más que nosotros. Inclusive un biólogo evolucionista dice que ”Las bacterias nos encontraron a nosotros para evitar bacteriofagos”como mecanismo de protección. Todo ese exceso de bacterias que tenemos representa genes o productos, proteínas, enzimas que nosotros no tenemos. ¿Dónde tenemos más microbioma? en el intestino en donde hay más y es donde es más diverso y numeroso, tenemos en la piel, tenemos unos sitios anatómicos donde hay más microbioma que en otros sitios como la axila, la ingle, la región de los genitales, porque al ser regiones húmedas tienen una mayor cantidad de microbioma. ¿POR CUÁNTO TIEMPO RESIDEN LAS BACTERIAS EN ZONAS DEL CUERPO HUMANO? Tenemos bacterias permanentes y transitorias. Solo el 10% de las bacterias son cultivables.  El 99.99% de las bacterias que hay son NO patógenas (incluye este % tanto las bacterias permanentes y transitorias). Todas las bacterias que están en sitios estériles pueden ser patógenas, pero en su esencia son buenas como la piel, boca, nariz, son buenas. El problema es cuando estamos en disbiosis, las malas permiten que las patógenas pueden colonizar fácilmente. ARQUEOBACTERIAS En nuestro microbioma (sobre todo en el microbioma a nivel T.G y piel) el 4.2% de este microbioma son arqueobacterias, se han descubierto por todos los estados moleculares, son super difíciles de encontrar y estudiar. Ellas viven en sitios extremos, ellas pueden por ejemplo vivir en el estomago aun con el ph tan ácido, o hay unas que son metanogénicas y que producen metano, ellas viven en el intestino grueso, ellas como producto de degradación de la comida producen los gases, pero también ayudan a degradar los alimentos, de aquí vienen las flatulencias. ANTAGONISMO BACTERIANO Las bacterias buenas impiden el crecimiento de patógenos porque tienen capacidad de competir por nutrientes al estar más numerosas, porque estas bacterias buenas tapizan el epitelio, evitando que las fimbrias y pilis de los patógenos se peguen, funciona como barrera física y protege nuestras células del epitelio intestinal. Producen Bacteriocinas, una bacteria puede producir una proteína que puede matar a otra bacteria, y de esta forma se eliminan bacterias patógenas e inclusive controlan su propia población para que no estén a un nivel que puede llegar a ser malo para ellas. Todos sus elementos de secreción alteran el pH y condiciones de oxígeno en el intestino que a algunas bacterias no les gusta eso y se mueren más fácilmente. Todos ellos tienen una serie de propiedades que le permiten hacer eso. Por ejemplo: ○ Los Lactobacillus en vagina produce un pH bajo, un ph bien ácido, porque el epitelio vaginal les da glucógeno, el  epitelio alimenta esos lactobacillus, estos lactobacillus cogen este glucógeno y lo metabolizan en ácido láctico, y por eso la mujer en eubiosis a nivel vaginal debe de tener un ph 4.5, si lo tiene más alto los anaerobios que están allí empiezan a colonizar, comienzan a alcalinizar el ph, se mueren los lactobacillus y ahí viene la disbiosis vaginal. TODO ESTÁ CALCULADO.. ○ La microbiota de tipo firmicutes mantiene a raya Clostridium difficile ya que están asociados a protección porque evitan que los patógenos aumenten de manera considerable su población. ○ Streptococcus mutans (también de la microbiota de tipo firmicutes). La importancia de los hábitos alimenticios y el cepillado de dientes. El que produce las caries puede producir muchas bacteriocinas y competir con nutrientes con bacterias patógenas en la cavidad oral, pero si lo descuidamos se forman biopelículas en nuestros dientes y producen caries, pero él en esencia nos puede ayudar. Nota. La bacteriemia es lo que está más caracterizado en el microbioma. Por eso nos extendemos en la explicación de las bacterias, y es de lo que más va a salir en el parcial. POSIBLES CORRELACIONES CON ENFERMEDADES No voy a entrar a fondo, es importante tenerlo en cuenta para que se den cuenta de todas las condiciones que uno puede esperar de toda la microbiota que hay en nuestro intestino delgado y grueso y las posibles correlaciones que pueden a ver de las posibles enfermedades. ¿QUÉ PASA CUANDO ESTOY EN EUBIOSIS GASTROINTESTINAL? TODO LO CONTRARIO.  Tengo una mayor cantidad de ácidos grasos de cadena corta, la cual es una fuente de alimentación de nuestro epitelio intestinal. Tengo una alta producción de antioxidantes, evitando el estallido respiratorio, el efecto de los olores, superóxido y todo eso. Tengo una menor proporción de procesos inflamatorios, si yo tengo eubiosis no tengo inflamación. Mayor probabilidad de que me colonicen los patógenos. Mayor probabilidad de manejo. Mayor probabilidad del metabolismo de los lípidos, un epitelio saludable. Aumento en la sensibilidad de la insulina Facilidad de digestión. Más producción de vitaminas y metabolitos beneficiosos. Mayor regulación del sistema inmune. Mayor inmunidad de mucosas. Menor deposición de cuerpos ácidos. Mayor hemostasis. ALGUNOS EJEMPLOS Streptococcus salivarium (cavidad oral): Asociado con caries, producen bacteriocinas que inhiben el crecimiento de S. pyogenes, el cual es un patógeno primario. Lactobacillus crispatus (vagina): Producen H2O2 (peróxido de hidrógeno) producen bacteriocinas y lactato que esto no les gusta a las anaerobias y por eso hay eubiosis y no  vaginosis bacteriana. Bacteroides fragilis (intestino): Involucrado a la presentación de antígenos a las placas de peyer. Allí empieza el proceso de tolerancia inmunológica. Lactobacillus acidophilus (probiótico intestinal): producen ácido láctico, acético, H2O2 que genera un ambiente que puede ser muy hostil para bacterias no acostumbradas y las mata. Bifidobacterium bifidum: Contribuyen a forrar las células y ayuda al sistema inmune. Roseburia hominis: Producen butirato y propionato que son ácidos grasos de cadenas cortas que tienen un efecto antiinflamatorio sobre la mucosa intestinal. Escherichia coli (intestino): Produce vitamina K. Eubacterium coprostanoligenes: Ayudan a descomponer el colesterol, ayudan a regular lípidos en sangre. Faecalibacterium prousnitzii: Produce butirato que es un antiinflamatorio, ácido salicílico que es buena fuente del mantenimiento de la hemostasis de la célula del epitelio y es precursor de la serotonina. Prebióticos Ajo, puerro, cebolla Probióticos Enterogergima, Kefir, Eptavis, kimchi Disbiosis Comida chatarra HONGOS Podemos tener hongos en forma de levaduras y podemos tener hongos en forma de mohos. Ellos también pueden hacer parte del microbiota como del micobioma. Este micobioma serían todos los hongos que conviven con nosotros. No es un grupo tan diverso  como las bacterias pero tienen papeles muy importantes. HONGOS FILAMENTOSOS MULTICELULARES: Son como unos pelitos, tiene hifas reproductivas, tienen unos micelios que son los que se proyectan, nosotros tenemos de ellos en nuestro microbioma y tienen pigmentos y colores. LEVADURAS: Malassezia y candida ardincans (oportunista) son las más reconocidas y son las más comunes en nuestro microbioma gastrointestinal. DIVERSIDAD DE HONGOS DEL MICROBIOMA INTESTINAL Tenemos una variedad, no es tan grande como las bacterias. Muchos estudios han encontrado una gran cantidad de hongos ambientales, no se sabe realmente que viven allí o hacen parte del microbiota transitorio. En cuanto a hongos tenemos un micobioma también, y tenemos algunas asociaciones con enfermedades, están mucho menos estudiados que las bacterias, muy poco estudiado ese microbioma. Tenemos candida albicans y malassezia muy abundante en nuestra piel. y a nivel intestinal encontramos muy abundantes Saccharomyces cerevisiae (sus cepas diferentes es con lo cual se hacen las cervezas, si tomamos una cerveza reconstruimos nuestro microbioma) y candida albicans. También tiene que ver con producción de neurotransmisores, tiene que ver con epinefrina, asociado con ciclos de apetito y sueño con histamina y la fermentación también puede producir ácidos grasos cortos que son fuentes de nutrición para las células y adicionalmente para antinflamatorios, homeostasis inmunitaria también y parece ser que tienen una buena relación con las bacterias, con el bacterioma, funcionan como una sinergia, una simbiosis, de hongos y bacterias nivel del tracto gastrointestinal. VIROMA: VIRUS Tenemos una serie de virus en el microbioma. Tenemos por ejemplo el herpes, la enfermedad del beso, integrados a nuestro genoma y eso conforma el viroma, pero no del bueno, pero que conviven con nosotros. La gran mayoría de ese viroma que tenemos en nuestro intestino son los bacteriofagos, son los más comunes que hacen parte de nuestro viroma a nivel del T.G, estos fagos pueden ser de diferentes formas y lo que ellos hacen es coger la célula bacteriana y através de un mecanismo inyectan su ADN, su ácido nucleico, y ese ácido nucleico puede incorporarse al genoma de la bacteria o replicarse por sí solito, y generar más partículas virales, y es así como matan las bacterias. En esencia, los viromas a nivel del tracto gastrointestinal pueden atacar las bacterias. Los bacteriofagos, son parte buena para nosotros en algunos casos, pueden ayudar a controlar las poblaciones de bacterias en el tracto digestivo e inclusive pueden ayudar a controlar patógenos. Sin embargo, si nosotros tenemos exceso de MO en el T.G tenemos un problema. Nota. Averiguar qué es el SIBO: Sobrecrecimiento bacteriano en el intestino delgado: aumento anormal de bacterias en el intestino delgado Se hipotetiza que todos estos virus, fagos, principalmente caudovirales, intervienen en la regulación de las poblaciones bacterianas que hay en nuestro intestino y además también pueden atacar a las patógenas. Casi todas son caudovirales, también tenemos otras de la familia microvidore que tienen que ver con el proceso de control de poblaciones bacterianas. Vamos a encontrar algunos patógenos como el herpesvirus y calicivirus por ejemplo que pueden estar temporal, transitoriamente e integrados en nosotros, pero los de importancia a nivel del microbioma como bienestar son los caudovirales que se han mencionado. ASOCIACIONES VIROMA Y ENFERMEDAD TABLA. Todo esto está en estudio. HIPÓTESIS DE LA DESAPARICIÓN DEL MICROBIOMA Hay una hipótesis que tiene que ver con el microbioma, se llama “hipótesis de la desaparición del microbioma”. Los niños en la imagen izquierda están expuestos a más cosas urbanas, a los antibióticos, al desodorante, al tto médico, a las comidas. Tenemos un microbioma menos extenso. El microbioma de la imagen de la derecha tiene es un microbia más extenso, diverso y rico, no tienen acceso a acueductos, comidas chatarras, ellos tienen microbiomas que nosotros ya perdimos. En las zonas urbanas hay de todo un poco. Entonces la hipótesis de la desaparición del microbioma está asociada a los ambientes urbanos, nosotros en la ciudad tenemos un microbioma mucho menos diverso que la gente que vive en el amazonas o en la gente que vive en las zonas rurales, ellos tienen las bacterias que ya perdimos. Hay un grupo de investigadores de EEUU que se fueron a la selva entre venezuela y brasil a habitar comunidades indígenas muy remotas y se les llevan su materia fecal, y tiene red en -80°C de esa materia fecal, esa provisión es tan grande que se consiguieron un búnker en Suiza para guardar las muestras de materia fecal que viven en esos ambientes porque ellos dicen que allí al estudiar eso están la cura de muchas enfermedades de esas personas que viven en zonas urbanas porque nosotros hemos perdido de esas bacterias, que nos ayudan a mejorar el colesterol, el azúcar, el propionato, antiinflamatorios naturales que ellos seguramente los tienen y nosotros no. Lo que se busca es aislar y cultivar esas bacterias que nosotros no tenemos a través de un trasplante fecal, para darle solución a todas esas enfermedades crónicas gastrointestinales, obesidad, HTA, diabetes. Recomendación película: Hack your health: the secrets of your gut, panorama sobre el microbioma humano. No hay nada más malo para el microbioma que mandar antibióticos de manera indiscriminada, no la automedicación. Es importante el uso racional de los antibióticos.