Puede que no lo sepa, pero tiene un ejército de microbios viviendo dentro de usted del que depende para luchar contra las amenazas, incluido el virus que causa el COVID-19.
En las últimas dos décadas, los científicos han descubierto que nuestro cuerpo alberga más células bacterianas que humanas. Esta comunidad de bacterias que vive dentro y sobre nosotros —llamada microbioma— se asemeja a una empresa, en la que cada especie de microbio realiza tareas especializadas, pero todas trabajan para mantenernos sanos. En el intestino, las bacterias equilibran la respuesta inmunológica contra los patógenos. Estas bacterias hacen que la respuesta inmunológica sea eficaz, pero no tan violenta como para causar daños colaterales al huésped.
Las bacterias de nuestro intestino pueden generar una respuesta inmunológica eficaz contra los virus que no solo infectan el intestino, como el norovirus y el rotavirus, sino también los que infectan los pulmones, como el virus de la gripe. Los microbios intestinales beneficiosos lo hacen ordenando a las células inmunológicas especializadas que produzcan potentes proteínas antivirales que, en última instancia, eliminan las infecciones virales. Y el cuerpo de una persona que carece de estas bacterias intestinales beneficiosas no tendrá una respuesta inmunológica tan fuerte a los virus invasores. Como resultado, es posible que las infecciones no se controlen, lo que puede afectar a la salud.
Soy una microbióloga fascinada por las formas en que las bacterias influyen en la salud humana. Un aspecto importante de mi investigación es averiguar cómo las bacterias beneficiosas que pueblan nuestro intestino combaten las enfermedades y las infecciones. Mi trabajo más reciente se enfoca en la relación entre un microbio particular y la gravedad de la COVID-19 en los pacientes. Mi objetivo final es averiguar cómo mejorar el microbioma intestinal con la alimentación para evocar una fuerte respuesta inmunológica contra el SARS-CoV-2 y todos los demás patógenos.
¿Qué hacen las bacterias residentes para mantenernos sanos?
Nuestra defensa inmunológica forma parte de una compleja respuesta biológica contra los patógenos dañinos, como los virus o las bacterias. Sin embargo, debido a que nuestro cuerpo está habitado por billones de bacterias, virus y hongos, en su mayoría beneficiosos, la activación de nuestra respuesta inmunológica está estrechamente regulada para distinguir entre los microbios dañinos y los útiles.
Nuestras bacterias son compañeras espectaculares que ayudan diligentemente a preparar las defensas de nuestro sistema inmunológico para combatir las infecciones. Un importante estudio descubrió que los ratones tratados con antibióticos que eliminan las bacterias del intestino presentaban una respuesta inmunológica deteriorada. Estos animales presentaban recuentos bajos de glóbulos blancos que combaten los virus, respuestas débiles de anticuerpos y una producción deficiente de una proteína que es vital para combatir la infección viral y modular la respuesta inmunológica.
En otro estudio, los ratones fueron alimentados con bacterias Lactobacillus, comúnmente utilizadas como probióticos en alimentos fermentados. Estos microbios redujeron la gravedad de la infección de la gripe. Los ratones tratados con Lactobacillus no perdieron peso y solo presentaron daños pulmonares leves en comparación con los ratones no tratados. Del mismo modo, otros investigadores descubrieron que el tratamiento de ratones con Lactobacillus protege contra diferentes subtipos del virus de la gripe y del virus respiratorio sincitial humano —la principal causa de bronquiolitis y neumonía virales en los niños.
Enfermedades crónicas y microbios
Los pacientes con enfermedades crónicas, como la diabetes de tipo 2, la obesidad y las enfermedades cardiovasculares, presentan un sistema inmunológico hiperactivo que no reconoce un estímulo inofensivo. Este patrón está relacionado con un microbioma intestinal alterado.
En estas enfermedades crónicas, el microbioma intestinal carece de bacterias que activen las células inmunológicas que bloquean la respuesta contra las bacterias inofensivas de nuestros intestinos. Esta alteración del microbioma intestinal también se observa en los bebés que nacieron por cesárea, los individuos que consumen una dieta pobre y los ancianos.
En Estados Unidos, 117 millones de personas—alrededor de la mitad de la población adulta— padecen diabetes de tipo 2, obesidad, enfermedades cardiovasculares o una combinación de ellas. Esto sugiere que la mitad de los adultos estadounidenses son portadores de un ejército de microbiomas defectuosos.
Las investigaciones de mi laboratorio se centran en la identificación de las bacterias intestinales que son fundamentales para crear un sistema inmunológico equilibrado, que luche contra las infecciones bacterianas y virales potencialmente mortales y tolere al mismo tiempo las bacterias beneficiosas que tenemos dentro y fuera de nosotros.
Dado que la alimentación afecta a la diversidad de bacterias en el intestino, los estudios de mi laboratorio muestran cómo la alimentación se puede utilizar como terapia para las enfermedades crónicas. Mediante el consumo de diferentes alimentos, las personas pueden cambiar su microbioma intestinal a uno que potencie una respuesta inmunológica saludable.
Una parte de los pacientes infectados por el SARS-CoV-2, el virus que causa la enfermedad COVID-19, desarrollan complicaciones graves que requieren hospitalización en unidades de cuidados intensivos. ¿Qué tienen en común muchos de esos pacientes? La edad avanzada y las enfermedades crónicas relacionadas con la alimentación, la obesidad, la diabetes de tipo 2 o las enfermedades cardiovasculares.
La población negra y latina se ven afectadas de forma desproporcionada por la obesidad, la diabetes de tipo 2 y las enfermedades cardiovasculares, relacionadas con una mala alimentación. Por tanto, no es una coincidencia que estos grupos hayan sufrido más muertes por COVID-19 comparados con los blancos. Este es el caso no solo de Estados Unidos, sino también de Gran Bretaña.
Descubrimiento de los microbios que predicen la gravedad del COVID-19
La pandemia de COVID-19 me ha inspirado para dar un giro a mi investigación y explorar el papel del microbioma intestinal en la respuesta inmunológica excesivamente agresiva contra la infección por SARS-CoV-2.
Mis colegas y yo hemos planteado la hipótesis de que los pacientes gravemente enfermos por el SARS-CoV-2 con enfermedades como la obesidad, la diabetes de tipo 2 y cardiovasculares presentan un microbioma intestinal alterado que agrava el síndrome de dificultad respiratoria aguda.
Se cree que el síndrome de dificultad respiratoria aguda, una lesión pulmonar potencialmente mortal, en los pacientes con SARS-CoV-2 se desarrolla a partir de una reacción exagerada y fatal de la respuesta inmunológica, denominada tormenta de citoquinas, que produce una inundación incontrolada de células inmunológicas en los pulmones. En estos pacientes, su propia respuesta inmunológica inflamatoria incontrolada, más que el propio virus, causa lesiones pulmonares graves y fallos multiorgánicos que conducen a la muerte.
Varios estudios descritos en una revisión reciente han identificado un microbioma intestinal alterado en pacientes con COVID-19. Y algunas empresas, como Seres Therapeutics, 4d Pharma PLC, Evelo Biosciences, VEDANTA bioscience y Finch Therapeutics, recientemente han atraído la atención de los inversionistas por su trabajo en terapias basadas en el microbioma para enfermedades como el cáncer, la depresión y las enfermedades inflamatorias del intestino.
Falta la identificación de bacterias específicas dentro del microbioma que puedan predecir la gravedad de la COVID-19.
Para abordar esta cuestión, mis colegas y yo reclutamos a pacientes hospitalizados por COVID-19 con síntomas graves y moderados. Tomamos muestras de heces y saliva para determinar si las bacterias del microbioma intestinal y oral podían predecir la gravedad de la COVID-19. Identificar marcadores del microbioma que puedan predecir los resultados clínicos de la enfermedad COVID-19 es clave para ayudar a priorizar a los pacientes que necesitan tratamiento urgente.
En un artículo que aún no ha sido revisado por pares, demostramos que la composición del microbioma intestinal es el predictor más fuerte de la gravedad de la COVID-19 en comparación con las características clínicas del paciente que se utilizan habitualmente para eso. En concreto, identificamos que la presencia de una bacteria en las heces —llamada Enterococcus faecalis— era un sólido predictor de la gravedad de la COVID-19. No es de extrañar que el Enterococcus faecalis esté asociado con la inflamación crónica.
El Enterococcus faecalis recogido de las heces se puede cultivar fuera del cuerpo en los laboratorios clínicos. Por tanto, una prueba de E. faecalis podría ser una forma rentable, rápida y relativamente fácil de identificar a aquellos pacientes que probablemente requieran más cuidados de apoyo e intervenciones terapéuticas para mejorar sus posibilidades de supervivencia.
Sin embargo, nuestra investigación aún no aclara cuál es la contribución del microbioma alterado en la respuesta inmunológica a la infección por SARS-CoV-2. Un estudio reciente demostró que la infección por el SARS-CoV-2 desencadena un desequilibrio en las células inmunológicas denominadas células reguladoras T, que son fundamentales para el equilibrio inmunológico.
Las bacterias del microbioma intestinal son responsables de la correcta activación de esas células reguladoras T. Por lo tanto, los investigadores como yo necesitamos tomar repetidas muestras de heces, saliva y sangre de los pacientes a lo largo de un período de tiempo más prolongado para saber cómo la alteración del microbioma observada en los pacientes con COVID-19 puede modular la gravedad de la enfermedad, tal vez alterando el desarrollo de las células reguladoras T.
Como científica latina dedicada a investigar las interacciones entre la alimentación, el microbioma y la inmunidad, debo subrayar la importancia de mejorar las políticas de acceso a los alimentos saludables, que conducen a un microbioma más sano. También es importante diseñar intervenciones dietéticas culturalmente sensibles para las comunidades negras y latinas. Aunque una dieta de buena calidad no pueda prevenir la infección por el SARS-CoV-2, puede tratar las condiciones subyacentes relacionadas con su severidad.
es profesora adjunta de microbiología y sistemas fisiológicos en la Facultad de Medicina de la Universidad de Massachusetts. Este artículo se publicó por primera vez en The Conversation.
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