TRIBUNA
El Serengueti de nuestro cuerpo
Las bacterias son los seres vivos más abundantes del planeta, y solo en el fondo marino hay tantas bacterias como estrellas habría en cien millones de universos como el nuestro
Representación de un cúmulo de bacterias. PIXABAY
Tal vez debamos a los documentales de La 2 el que la ecología nos sugiera imágenes de la sabana del Serengueti, donde guepardos cazan gacelas, hienas roban comida y buitres se alimentan de carroña, mientras ñus y cebras se agrupan en manadas para protegerse. La ecología también nos sugiere intervenciones medioambientales para proteger especies en peligro de extinción (como los buitres o los lobos, casi extintos hace unas décadas y ahora de nuevo en auge) o repoblaciones forestales para regenerar bosques.
En cambio, asociamos bacterias con suciedad, enfermedades y peligro, una imagen que la publicidad no para de alentar. Por eso, la idea de que nuestro propio cuerpo no es más que el Serengueti de un mundo de bacterias puede resultar chocante, cuando no inquietante. Y, sin embargo, la Medicina está descubriendo que estudiar la ecología de esas bacterias que nos colonizan puede ser la clave de la próxima revolución sanitaria.
Porque la guerra contra las bacterias la tenemos perdida. Son los seres vivos más abundantes del planeta. Solo en el fondo marino hay tantas bacterias como estrellas habría en cien millones de universos como el nuestro. Además, llevaban aquí miles de millones de años cuando apareció el primer animal y seguirán aquí mucho después de que nos hayamos extinguido, lo que significa que ni los hielos, ni los cataclismos, ni los meteoritos han podido con ellas. Así que solo nos queda seguir la sabiduría de Sun Tzu: «si utilizas al enemigo para derrotar al enemigo, serás poderoso en cualquier lugar a donde vayas». Nuestro reto es, pues, entender la «guerra» que mantienen las bacterias entre sí y ayudar a las «buenas» a mantener a raya a las «malas».
Un adulto tiene aproximadamente tantas bacterias como células propias (es decir, cargamos durante toda nuestra vida con alrededor de dos kilos de microbios). Por ello, algunos científicos consideran apropiado entendernos a nosotros mismos como un compuesto de muchas especies, y a nuestro paisaje genético como una amalgama de genes dispersos entre nuestro genoma Homo sapiens y los genomas de nuestros huéspedes microbianos. Esta mitad no humana de nosotros, este complejo ecosistema lleno de bacterias que interactúan unas con otras y con nosotros mismos (¡hasta el punto de condicionar hasta lo que pensamos!) es lo que la ciencia ha dado en llamar microbioma y la medicina está empezando a tratar como un órgano más de nuestro cuerpo.
En este microbioma estamos descubriendo un fascinante mundo de relaciones ecológicas similares a las que encontramos entre animales o plantas. Por ejemplo, la fibrosis quística es una enfermedad de los pulmones causada por la sobreabundancia de bacterias de la especie Pseudomonas. Pues bien, recientes estudios de secuenciación genética llevados a cabo en el Servicio de Microbiología del Hospital Ramón y Cajal, en Madrid, han revelado la existencia de una proteobacteria depredadora llamada Bdellovibrio, capaz de comerse a las Pseudomonas. En otras palabras: Bdellovibrio son los «guepardos» de las «gacelas» Pseudomonas (unas gacelas, en este caso, muy perjudiciales para nuestra salud).
Desde hace varios años, España es pionera en el trasplante de heces. Ciertas infecciones intestinales se tratan con antibióticos. Estos consiguen exterminar las bacterias causantes de la infección, pero a la vez dañan a otras bacterias beneficiosas
Desde hace varios años España es pionera en un tipo de trasplante sumamente peculiar: el trasplante de heces. Ciertas infecciones intestinales se tratan con antibióticos. Estos consiguen exterminar las bacterias causantes de la infección, pero a la vez dañan a otras bacterias que «solo estaban por allí». El resultado es como el de atacar una plaga con un potente pesticida: extermina incluso a los insectos beneficiosos. El problema es que un microbioma sano contiene individuos realmente malos, como el Clostridium difficile, resistente a los antibióticos.
En condiciones normales el resto de especies bacterianas mantienen a raya al Clostridium, pero en el campo arrasado que queda tras el tratamiento antibiótico la bacteria prospera llegando a causar colitis pseudomembranosa, una grave enfermedad que en algunos casos resulta mortal. En la actualidad un (relativamente) sencillo trasplante de heces es capaz de restituir el ecosistema bacteriano y devolver al Clostridium a su estado de marginación. Para hacernos una idea de la magnitud de intervención ecológica que supone un trasplante de heces, pensemos que en tan solo un gramo hay más bacterias que seres humanos en el planeta. La competición entre bacterias, base del ecosistema intestinal, es, de hecho, la interacción ecológica más común en el mundo microbiano.
La simbiosis con nuestro microbioma intestinal es bien conocida: deshace las membranas más duras (por ejemplo, las de los vegetales) y procesa ciertas moléculas complejas liberando nutrientes. Las bacterias obtienen alimentos y sitio donde vivir y nosotros conseguimos sustancias que de otro modo no podríamos absorber. Pero la Medicina está descubriendo que hay mucho más tras esta relación mutualista. La obesidad, las alergias, ciertas enfermedades autoinmunes (como la enfermedad de Crohn o el famoso lupus del doctor House) y hasta la depresión (aún considerada un problema cerebral) son solo algunos de los problemas de salud que tienen una fuerte relación con el microbioma intestinal.
La obesidad, las alergias, ciertas enfermedades autoinmunes (como la enfermedad de Crohn o el famoso lupus del doctor House) y hasta la depresión son solo algunos de los problemas de salud que tienen una fuerte relación con el microbioma intestinal.
¿Y qué hay de esa interacción entre especies tan difícil de explicar desde un punto de vista evolutivo como es el altruismo? Pues también (¡cómo no!) se da entre bacterias. Muchas de ellas crean unas placas llamadas biofilms que las hace más resistentes a ataques de otras bacterias o de antibióticos. En estos biofilms algunas bacterias se sacrifican en favor de sus «hermanas», quienes preservarán sus genes para transmitirlos a las generaciones futuras.
Esta gran riqueza de comportamientos nos permite predecir que en los próximos años se dedicarán grandes esfuerzos a desentrañar la complejidad del microbioma, en equipos interdisciplinares formados por físicos, matemáticos, microbiólogos y médicos. Frente a los tradicionales estudios de recuperación de especies realizados por ingenieros forestales o ecólogos, los trabajos encaminados a entender y repoblar ecosistemas bacterianos tienen a su favor la rápida escala temporal y su tamaño. Ensayar múltiples protocolos de repoblación masiva será una cuestión de días o semanas, y no de décadas o siglos.
El beneficio que todo este futuro conocimiento para nuestra especie es fácil de comprender. No solo se podría llegar a superar el futuro «apagón» de los antibióticos, sino que podríamos llegar a desentrañar enfermedades muy complejas hasta ahora consideradas incurables. Todo indica que estamos a las puertas de una gran revolución en la Medicina.
José A. Cuesta es catedrático en el Departamento de Matemáticas de la Universidad Carlos III de Madrid y miembro fundador de ComplejiMad (Asociación Madrileña de Complejidad).
Javier Galeano Prieto es profesor titular de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica, Alimentaria y de Biosistemas de la Universidad Politécnica de Madrid y vicepresidente de Complejimad.
'Amigos de la Ciencia' es una sección creada por la Asociación de Amigos de la Real Academia de Ciencias (ARAC), una institución destinada a impulsar las actividades de la Academia, facilitar la difusión de los avances científicos y tecnológicos y acercar la ciencia a la empresa y a la sociedad.
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