Las bacterias, hongos y otros microorganismos que nos tragamos con la comida influyen en la comunidad de microbios que dan vida al microbioma humano y que afecta a nuestra salud y calidad de vida. Una nueva base de datos saca a la luz la composición del microbioma en los alimentos que consumimos, lo que facilitará la detección de microorganismos indeseables y mejorará la calidad de los alimentos.
Una parte importante de nuestro organismo la componen células de las que no somos propietarios. Es lo que los científicos conocen como microbioma humano, una comunidad de seres microscópicos, como bacterias, hongos y virus, que viven en la superficie y dentro del cuerpo humano. Estos microorganismos prosperan en complejas comunidades y se encuentran principalmente en lugares como el tracto gastrointestinal, la piel, la cavidad oral, los genitales, la nariz y otras áreas expuestas al mundo exterior.
La cifra estimada de inquilinos liliputienses en nuestro cuerpo es mareante: ¡cien billones de microbios! Esto supone que triplica a las células que conforman el organismo humano, que, según la última estimación, ronda los 37 billones. Y no solo eso: los biólogos calculan que el total del material genético de nuestro microbioma es cien veces superior al de nuestro genoma.
El papel del microbioma en las enfermedades humanas
Todos estos microbios, con sus genes y sus metabolitos, desempeñan, en su conjunto, un papel importante en el mantenimiento de la salud. De hecho, desde que en 2008 se pusiera en marcha el Proyecto Microbioma Humano (HMP, por sus siglas en inglés) para identificar y conocer con detalle el funcionamiento de las comunidades de microbios instaladas en régimen de simbiosis en nuestro organismo, el número de estudios científicos que relacionan el microbioma humano con determinadas enfermedades no ha hecho más que crecer.
Los hallazgos en esta dirección son sorprendentes. Aparte de influir en la digestión de los productos comestibles, la síntesis de nutrientes esenciales, como ciertas vitaminas y ácidos grasos, la protección contra agentes patógenos y la modulación del sistema inmunológico, el microbioma humano podría jugar un papel nada desdeñable en enfermedades como el cáncer, las alergias y el asma, el párkinson, la diabetes, la esclerosis múltiple, la aterosclerosis y la obesidad.
Los microbios que comemos influyen en la microbiota
El microbioma evoluciona a lo largo de la vida de cada persona, y en su composición juegan tanto factores genéticos como ambientales, caso del estilo de vida, el uso de antibióticos y la dieta. En este sentido, los microbios son parte de los alimentos que comemos, y pueden influir en la composición de nuestro propio microbioma.
Es más, no hay que olvidar que dentro del sistema alimentario, los microbios desempeñan un papel importante en la fabricación y la conservación de los productos comestibles, como el yogur, los encurtidos o el kimchi. Y los microbiomas también se pueden encontrar en muchas partes del sistema alimentario, caso de los cultivos, el ganado y los peces.
Los microbios son parte de la comida que comemos y pueden influir en nuestra propia microbiota (el conjunto de microorganismos que viven en nuestro cuerpo). Ahora bien, la ciencia sabe muy poco sobre los microorganismos que colonizan las viandas que nos llevamos a la boca. Para rellenar esta laguna, un equipo de investigadores ha desarrollado una base de datos del microbioma alimentario mediante la secuenciación de los metagenomas —conjunto de genes microbianos presentes en un entorno o ecosistema determinado— de 2.533 alimentos diferentes.
De este modo, los científicos han sido capaces de identificar 10.899 microorganismos asociados a la comida, la mitad de los cuales eran especies desconocidas anteriormente. De paso, han demostrado que estos microbios asociados a los alimentos representan, por término medio, el 56 % del microbioma intestinal de los bebés y el 3 % del microbioma intestinal de los adultos.
«Esto sugiere que algunos de nuestros microbios intestinales pueden adquirirse directamente de los alimentos o que históricamente las poblaciones humanas obtuvieron estos microorganismos de los alimentos y luego se adaptaron para convertirse en parte del microbioma humano»
Nicola Segata, microbiólogo computacional de la Universidad de Trento y del Instituto Europeo de Oncología en Milán (Italia) y coautor del estudio, que ha sido publicado en la revista Cell.
En palabras de Segata, «puede parecer solo un pequeño porcentaje, pero ese 3 % puede ser extremadamente relevante para su función dentro de nuestro cuerpo [hay claros indicios de que los alimentos son la causa de la presencia en el intestino humano de la levadura Saccharomyces cerevisiae, abundante por lo demás en muchos alimentos. Con esta base de datos, podemos comenzar a comprender mejor cómo la calidad, la conservación, la seguridad y otras características de los alimentos están relacionadas con los microbios que contienen y estudiar a gran escala el modo en que las propiedades microbianas de los alimentos podrían afectar a nuestra salud».
La metagenómica pieza clave en la investigación
Tradicionalmente, los microbios en los productos comestibles se han estudiado cultivándolos uno por uno en el laboratorio, pero este proceso es lento y requiere mucho tiempo, y no todas estas criaturas unicelulares se pueden cultivar fácilmente.
Para caracterizar el microbioma alimentario de forma más completa y eficiente, los investigadores aprovecharon la metagenómica, una herramienta molecular que les permitió secuenciar simultáneamente todo el ADN contenido en cada muestra de alimento. La metagenómica se utiliza a menudo para caracterizar el microbioma humano o analizar muestras ambientales, pero no se había empleado anteriormente para investigar los alimentos a gran escala.
Según señala Abelardo Margolles -investigador del Instituto de Productos Lácteos de Asturias (IPLA-CSIC), que ha participado en la elaboración de la base de datos- este recurso marcará un hito en la investigación en microbiología de alimentos.
«Los microbios alimentarios pueden tener tanto un impacto positivo en la producción de alimentos, por ejemplo, a través de su fermentación; como negativo: en su deterioro o en su implicación en la transmisión de enfermedades».
Abelardo Margolles, investigador del Instituto de Productos Lácteos de Asturias (IPLA-CSIC)
En total, el equipo internacional analizó 2.533 metagenomas asociados a alimentos procedentes de cincuenta países, incluidos 1.950 metagenomas recién secuenciados. Estos provenían de una amplia variedad de productos alimentarios, de los cuales el 65 % eran lácteos; el 17 %, bebidas fermentadas; y el 5 %, carnes fermentadas, como el salami, el jamón y las salchichas, según indica Margolles.
En un análisis más profundo, los investigadores pudieron saber que el material genético de los 10.899 microbios asociados a los alimentos correspondía a 1.036 especies bacterianas y a 108 fúngicas. También constataron que los alimentos similares tendían a albergar tipos similares de microbios; por ejemplo, las comunidades microbianas de diferentes bebidas fermentadas eran más parecidas entre sí que las de las carnes fermentadas.
La nueva información, disponible en una base de datos denominada Curated Food Metagenomic Database (CFMD), permite identificar y controlar los microorganismos indeseables, estudiar el movimiento de los microbios a lo largo de la cadena alimentaria y la propagación de genes de resistencia a antibióticos, además de mejorar los atributos saludables de los productos alimentarios, entre otras aplicaciones.
Aunque los investigadores no identificaron muchas bacterias abiertamente patógenas en las muestras de comida, sí detectaron algunos microbios cuya presencia podría ser poco deseable, debido a su impacto en el sabor, las características organolépticas o la conservación de los productos alimentarios.
En este sentido, saber qué microbios pertenecen a los diferentes tipos de alimentos podría ayudar a los productores, tanto industriales como de pequeña escala, a producir productos más consistentes y apetecibles. También podría ayudar a los reguladores alimentarios a definir qué microbios deben y no deben estar en ciertos tipos de alimentos y a autentificar la identidad y los orígenes de los alimentos locales.
«Una cosa que nos llamó la atención es que algunos microbios están presentes y realizan funciones similares incluso en alimentos bastante diferentes; y, al mismo tiempo, demostramos que los alimentos en cada instalación o granja local tienen características únicas»
Nicola Segata
Según Margolles, esto es importante porque se podrían asociar la especificidad y la calidad de los alimentos locales a su microbioma, e incluso utilizar el metagenoma como un marcador de autenticidad del alimento, lo que representa una herramienta muy buena para garantizar su trazabilidad y origen.
«Este estudio supone el mayor esfuerzo realizado hasta la fecha para caracterizar alimentos microbiológicamente, en especial, alimentos fermentados. Sin duda, la base de datos construida supone un verdadero atlas para cualquier microbiólogo y, por tanto, un punto de partida para futuras investigaciones en el campo de la biotecnología de los alimentos», ha declarado para SMC España Cristian Díaz-Muñoz, investigador posdoctoral en el Gastrointestinal Genetics Lab del CIC bioGUNE–BRTA (Basque Research & Technology Alliance), en Vizcaya.
«Además, el vínculo entre la microbiología alimentaria y la microbiota humana que establecen los autores no solo confirma el dicho popular de que somos lo que comemos, sino que también reafirma las bases sobre las que asentar alimentos probióticos de calidad que contengan microorganismos con capacidad probada de colonizar el tracto digestivo y tener un efecto positivo sobre la salud intestinal», comenta Díaz-Muñoz.
En el futuro, el equipo de investigación que ha llevado a cabo este estudio quiere explorar la diversidad de estos microbiomas alimentarios con respecto a diferentes alimentos, culturas, estilos de vida y poblaciones.
