Fue en mayo de 2012 cuando Amanda Kabage, una investigadora de pediatría de 32 años en la Universidad de Minnesota, comenzó a tener problemas gastrointestinales inusuales. Sufría más de diez evacuaciones intestinales al día y encontraba cantidades preocupantes de sangre en sus heces. Para los médicos, parecía una infección bacteriana menor, por lo que le recetaron un ciclo de dos antibióticos diferentes.
Pasaron los meses y los síntomas empeoraron. Era una mujer joven, sana y en forma que repentinamente tenía dolor abdominal crónico, lo que la obligaba a dejar los alimentos sólidos y a perder 20 libras (9 kg). Se le cayó el pelo en mechones y sus compañeros empezaron a notar sus ausencias. Le recetaron varios medicamentos en vano.
En noviembre de ese año, finalmente le diagnosticaron una infección bacteriana conocida como Clostridium difficile , o C. diff para abreviar. Aunque esta bacteria se puede encontrar en el intestino de la mayoría de las personas, si crece sin control puede liberar toxinas que dañan los intestinos y matan a otras bacterias que mantienen el funcionamiento del órgano. La infección a menudo surge como resultado de tomar antibióticos fuertes, que alteran el ecosistema saludable del intestino.
Es un problema común que causa millones de infecciones y miles de muertes en todo el mundo cada año. Una revisión reciente estimó que la carga global de C. difficile es de alrededor de 323 casos por cada 100.000 personas, o alrededor de 25 millones de casos en todo el mundo.
Los científicos utilizan muestras de heces para reabastecer el intestino con un equilibrio saludable de microbios (Crédito: Global Microbiome Conservancy)
Pero como ningún tratamiento aliviaba su dolor, Kabage puso en práctica sus habilidades de investigación. Repasó artículos científicos y, no sin el rechazo de sus médicos, se acercó personalmente a un investigador líder de C. difficile para preguntarle si podía participar en una prueba de una terapia experimental en la que estaban trabajando que implicaba el trasplante de microbios intestinales de un persona sana en pacientes.
A principios de septiembre de 2013, Kabage se sometió al procedimiento, conocido como trasplante de microbiota fecal o FMT. Se trasplantaron heces de donante con una mezcla saludable de microbios a su intestino para reemplazar su microbiota dañada.
AGENTES DE CAMBIO
Sabemos que el mundo tiene que cambiar para que la humanidad prospere. Pero, ¿cuáles son las soluciones más prometedoras que podrían proporcionar el tipo de transformación que necesitamos? En un mundo que se está adaptando a la reciente pandemia global, Agentes de Cambio examina las innovaciones y tecnologías que podrían hacer de nuestro planeta un lugar mejor y más saludable para vivir.
«Esa noche, hubo todo este ruido en mis entrañas, como si mis nuevos microbios encontraran su nuevo hogar y se establecieran en mi colon», dice Kabage. El efecto fue rápido y asombroso. Después de 14 meses de sufrimiento, dos semanas después de su tratamiento, Kabage volvió a su estado normal. Los problemas gastrointestinales habían desaparecido por completo.
El tratamiento que recibió es la culminación de una creciente comprensión de que los microorganismos que viven dentro de nuestro cuerpo juegan un papel importante, aunque algo subestimado, en nuestra salud. La investigación científica ha ayudado a descubrir las complejas interacciones entre nuestro bienestar general y la flora que florece en nuestra boca, nariz, vías respiratorias, pulmones, estómago, colon, órganos sexuales y piel . Nos ayudan a digerir, metabolizar, producir moco, lubricar y formar una primera línea de defensa contra organismos extraños que podrían dañarnos.
A medida que se desarrolla nuestra comprensión de esta relación compleja y de por vida, también lo hace nuestra capacidad para aprovecharla en nuestro beneficio. Muchos expertos tienen la esperanza de que pronto estemos en la cúspide de una nueva era de la atención médica que nutre y modifica a nuestros autostopistas microbianos para nuestro propio beneficio.
La era del microbioma
Es mejor pensar en el microbioma como una ciudad de comunidades. Está compuesto por billones de bacterias, hongos y virus vecinos, todos luchando por el espacio dentro y en la superficie de nuestros cuerpos. A medida que viven su existencia en sus propios vecindarios, también desempeñan roles que benefician al cuerpo en general. Una microbiota saludable es abundante y diversa, y todo, desde nuestra dieta hasta nuestro medio ambiente, afecta su funcionamiento.
Pero el uso excesivo de antibióticos y el consumo de alimentos ultraprocesados , por ejemplo, están diezmando nuestra microbiota intestinal, dejando a las personas más vulnerables a infecciones como C. difficile y otras formas de enfermedad. Exactamente cuán significativa esta relación entre nuestros microbiomas y nuestra salud recién ahora se está aclarando.
Quizás el paso más significativo ha sido darnos cuenta de que también podemos usar nuestra microbiota para ayudarnos a tratar o incluso prevenir enfermedades. La aparición de cepas hipervirulentas de C. difficile ha provocado un enorme aumento de casos en los últimos 20 años y más del 20% de los casos ahora involucran bacterias que se han vuelto resistentes a los antibióticos . Ha significado que nuestro enfoque estándar para combatir estas infecciones, con un tratamiento con antibióticos, se esté volviendo cada vez más inútil. Aquellos que funcionan se utilizan con moderación por temor a provocar resistencia a ellos también.
Pero FMT ha ofrecido una alternativa en la batalla contra infecciones como C. difficile. Al reponer eficazmente un equilibrio saludable de microbios en el intestino, permite que esas bacterias vuelvan a controlar el número de C. difficile.
Nuestras tripas están repletas de comunidades de microorganismos que son moldeados por nuestras dietas, estilo de vida y los medicamentos que tomamos (Crédito: Global Microbiome Conservancy)
«Se puede decir que esta última década fue la década de la aparición de FMT en la práctica clínica», dice Alexander Khoruts, director médico del Programa de Terapéutica de Microbiota de la Universidad de Minnesota y pionero en el campo de FMT. «Ahora estamos entrando en un nuevo capítulo que es un poco más serio en términos de desarrollo de productos. Este [FMT] esencialmente fue solo un capítulo de lo que probablemente será una historia que continuará toda esta frontera de la terapéutica médica».
Orígenes antiguos
El uso de materia fecal en tratamientos médicos se remonta a los antiguos egipcios , que usaban heces humanas y animales como ingredientes activos contra una variedad de dolencias. Pero a medida que la medicina moderna llevó a los médicos a apreciar la necesidad de higiene para mantener ambientes asépticos, el uso de heces dejó de usarse. No regresaron hasta 1958, cuando un investigador de Colorado reavivó el interés en el tratamiento con FMT entre sus colegas.
«Se mencionó cuando iba a la escuela de medicina en la década de 1980, y los estudiantes se rieron un poco», dice Khoruts. No fue hasta 2008 que Khoruts pudo llevar a cabo su primer FMT, lo que ayudó a establecer procedimientos para tomar muestras de la comunidad microbiana de donantes y receptores antes y después del tratamiento. Pudo demostrar que las bacterias trasplantadas permanecieron en las tripas de los donantes durante más de un mes.
Los tratamientos de bricolaje a veces pueden ser riesgosos porque no hay forma de saber qué vive en las entrañas del donante
Luego, su laboratorio desarrolló un protocolo para congelar mezclas de heces para su almacenamiento a largo plazo, de modo que los médicos ya no tuvieran que preparar pastas de heces en sus consultorios. En cambio, podrían confiar en muestras preparadas previamente. La estandarización del proceso allanó el camino para generalizar la FMT.
Los pacientes ahora pueden recibir FMT en forma de colonoscopia, enema o ingestión oral a través de pequeñas cápsulas de material fecal congelado.
Fue Khoruts quien trató a Kabage en 2013. Ese año, después de un tira y afloja entre académicos, empresas y reguladores internacionales, FMT fue aprobado para el tratamiento de C. difficile bajo reglas muy estrictas , que varían de un país a otro en su definición de si FMT es un trasplante de tejidos o un fármaco biológico experimental. Desde entonces, se ha utilizado para tratar a miles de pacientes en Europa y EE. UU. Cada año (aunque es difícil encontrar números exactos). Los investigadores creen, sin embargo, que tiene el potencial de ayudar a muchos más .
Sin embargo, sin un acceso fácil a estos tratamientos, algunas personas han tomado el asunto en sus propias manos … literalmente.
En 2011, Carolyn Edelstein fundó la organización de microbiota OpenBiome después de que su primo se diera un FMT solo, en su baño, con heces donadas por su compañero de casa. Estos tratamientos de bricolaje a veces pueden ser riesgosos porque no hay forma de saber qué vive en el intestino del donante y si coincide con el intestino del receptor. La necesidad de realizar pruebas rigurosas de la microbiota del donante se subrayó después de que se descubrió que una forma rara de E. coli resistente a los medicamentos se había transferido a dos pacientes , uno de los cuales murió posteriormente, durante un ensayo clínico en un hospital de EE. UU. Pero a pesar de esto, todavía hay varios relatos de que los tratamientos de bricolaje son una tendencia generalizada.
Lo que la organización de Edelstein creó en respuesta es «como un banco de sangre, pero para las heces», dice. En un laboratorio en Cambridge, Massachusetts, científicos vestidos con batas de laboratorio con estampado de emojis de caca preparan soluciones de heces de donantes licuadas y las almacenan en viales etiquetados en congeladores masivos. La ventaja de tener tantas muestras de heces en un solo lugar es que «podemos ser mucho más rigurosos de lo que usted puede ser cuando se trata de un solo donante por paciente», dice Edelstein.
Después de un examen cuidadoso, la microbiota de pacientes sanos se congela y se almacena en bancos de heces listos para ser trasplantados (Crédito: OpenBiome)
A gran escala, pueden examinar minuciosamente las heces de los donantes en busca de cualquier cosa que pueda causar complicaciones: los donantes se someten a extensas entrevistas médicas, análisis de sangre y luego se analiza la materia fecal para detectar patógenos intestinales comunes como Salmonella y E. coli, parásitos, virus y bacterias resistentes a los antibióticos antes de que se almacenen y estén listas para el trasplante.
Desde entonces, OpenBiome ha proporcionado más de 60.000 tratamientos a clínicas y hospitales. Pero ahora está mirando más allá de los trasplantes de heces, ya que la regulación continúa cambiando.
De caca a pastillas
Recientemente, la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. Planteó preocupaciones de seguridad sobre los trasplantes de microbiota fecal después de que seis pacientes que recibieron trasplantes fecales de un banco de heces sufrieron infecciones graves que hicieron que necesitaran tratamiento hospitalario.
Es solo una de las razones que ha llevado a los científicos a buscar formas alternativas de aprovechar el poder del microbioma.
OpenBiome, por su parte, ha lanzado una empresa de biotecnología hermana para continuar la investigación sobre las comunidades específicas de microbios que se pueden utilizar para restaurar un ecosistema intestinal que funcione de manera saludable.
El genoma humano consta de solo 23.000 genes, mientras que el microbioma en su conjunto contiene muchos millones.
«Siempre supimos que habría un período puente, y nuestro objetivo era decir que nos preocupamos por ayudar a los pacientes que lo necesitan hoy, hasta que llegue un momento en el que el campo pueda tomar ese testigo y brindar esas alternativas comerciales. «, Dice Edelstein.
Aunque los medicamentos que se dirigen al microbioma aún se están sometiendo a ensayos clínicos y, por lo tanto, aún no están disponibles para el público, muchos investigadores esperan que para fines de 2022 puedan estar disponibles tratamientos de venta libre. Sin embargo, en lugar de transferir materia fecal, es más probable que sean cápsulas de microbios extraídos de las heces de pacientes sanos .
La empresa hermana de OpenBiome, Finch Therapeutics, se encuentra actualmente en la etapa avanzada del desarrollo clínico de un fármaco llamado CP101. El fármaco es básicamente una comunidad de microbiota intacta liofilizada extraída de donantes humanos sanos antes de ser examinada en un laboratorio y luego puesta en cápsulas. Otra empresa, Rebiotix , está haciendo algo similar con su nuevo fármaco RBX2660 , al igual que otras empresas, incluidas SERES , Vedanta , Siolta Therapeutics y Servatus . Una empresa, Axial Therapeutics , quiere utilizar el análisis de microbiota para comprender mejor la relación entre los microbios y el sistema nervioso central. con la esperanza de crear nuevos productos farmacéuticos.
Todas estas empresas tienen como objetivo ofrecer algo más avanzado, y quizás más agradable para los pacientes, que la solución FMT actual.
«La FMT nunca tuvo la intención de ser un tratamiento», dice Raja Dhir , que está en la junta directiva del Microbiome Therapeutics Innovation Group , una coalición de compañías farmacéuticas y biotecnológicas que trabajan para obtener aprobaciones regulatorias para terapias de microbiomas. El trasplante de materia fecal de un donante fue una herramienta rudimentaria para crear un ecosistema saludable, según Dhir, pero el futuro involucrará un conjunto de microbios seleccionados más cuidadosamente que se cultivan en un entorno de laboratorio controlado. El objetivo es tener más control sobre lo que realmente ingresa al cuerpo del paciente.
Algunas empresas esperan desarrollar medicamentos de venta libre que puedan utilizar el microbioma para tratar enfermedades (Crédito: Tom Werner / Getty Images)
«En muchos sentidos, las terapias basadas en microbios pasan por el mismo proceso que cualquier terapia que busque la aprobación de la FDA», dice Dhir. También es el fundador de Seed , una de las empresas de salud microbiana pioneras en el campo: «Creo que mejoraremos la eficacia de muchos tratamientos existentes, como la terapia del cáncer, considerando el microbioma intestinal en el futuro». Sin embargo, los investigadores aún están investigando el papel que podría desempeñar el microbioma intestinal en el tratamiento del cáncer .
Pero tratar a los pacientes a través de su microbioma probablemente no sea tan sencillo como darles a todos una pastilla para tomar. Si bien el 99,9% del genoma de una persona se parece al de cualquier otra persona, solo el 10-20% de los microbios en su intestino serán compartidos por otra persona. Las especies y variantes de microbios que se encuentran en nuestros cuerpos pueden variar enormemente. El genoma humano consta de solo 23.000 genes, mientras que el microbioma en su conjunto contiene muchos millones .
Personalizar los tratamientos cuando hay tanta variedad es una tarea hercúlea, y aún queda mucha investigación por hacer.
¿MICROBIOTA O MICROBIOMA?
Existen diferencias sutiles entre los términos «microbioma» y «microbiota».
El microbioma es el ecosistema en general: billones de microorganismos, desde bacterias y hongos hasta virus, que se disputan el espacio dentro y en la superficie de nuestros cuerpos. Estos microorganismos se denominan colectivamente microbiota.
Algunas empresas, sin embargo, afirman ofrecer asesoramiento conductual de dietistas basado en el análisis del microbioma de un paciente utilizando IA, mientras que otra intenta decodificar los microbiomas de super-intérpretes como los atletas olímpicos con la esperanza de encontrar soluciones nutricionales que puedan ayudar a una fisiología óptima.
«Hay tanta complejidad en las interacciones de estos microbios y en cómo funcionan», dice Edelstein. «Puede ser difícil predecir lo que sucede cuando se aísla una especie en particular de esa ecología compleja y se trata de introducirla en un entorno muy diferente en un nuevo huésped».
¿Qué es un microbioma saludable?
Para avanzar en la terapéutica, los científicos deben responder algunas preguntas existenciales: ¿qué es un microbioma saludable en primer lugar y cómo lo afecta el estilo de vida?
El microbioma Conservación Global (GMC) es una organización que las búsquedas de microbios únicos que están siendo eliminados por el exceso de antibióticos utilizan, o comer alimentos procesados. Espera catalogarlos mediante la recopilación de muestras de poblaciones que viven en áreas remotas que no están expuestas a estos aspectos nocivos de la vida en las sociedades industrializadas. Hasta la fecha, la mayoría de las investigaciones sobre el microbioma se han realizado en países occidentales ricos.
«Al centrar la mayor parte de nuestra investigación en el microbioma urbano de las personas que viven en países industrializados, no solo nos estamos perdiendo el alcance completo de la diversidad de microbiomas, sino que también observamos los microbiomas que no son necesariamente representativos de lo que deberían ser los microbiomas saludables», dice Mathilde. Poyet , cofundador de GMC. Los microbiomas intestinales de las personas que viven en centros urbanos de países industrializados carecen de numerosas bacterias y funciones clave, dice.
Los científicos están recolectando muestras de heces de personas en lugares remotos con la esperanza de preservar microbios preciosos (Crédito: Global Microbiome Conservancy)
Cada mes, su equipo viaja por todo el mundo con un «laboratorio portativo» para tomar muestras de microbiomas fecales de comunidades remotas. Por ejemplo, colaboran con Muhammad Imran , profesor de microbiología en la Universidad Quaid-i-Azam de Islamabad, para tomar muestras de la población de Hunza en el norte de Pakistán.
«Estamos tratando de tomar muestras de una población distinta, para poder conservar esta microbiota que ha sido parte del intestino humano a lo largo de los siglos y que en realidad estamos perdiendo debido a nuestras propias prácticas, como consumir una gran cantidad de agentes antimicrobianos de nuestra alimentos «, dice Imran.
«Los hábitos nutricionales aquí en Pakistán y en gran parte en el subcontinente son bastante diferentes a los de Europa y Estados Unidos», agrega Imran, mencionando, por ejemplo, su uso extensivo de especias y alimentos fermentados. Según Imran, los alimentos fermentados, específicamente, fomentan diversos ecosistemas microbianos porque son ricos en bacterias vivas y levaduras.
La dieta, de hecho, es crucial para la salud del microbioma.
«Puede hacer grandes cambios en su microbioma al hacer cambios en su dieta», dice Tim Spector , profesor de epidemiología genética en King’s College London, en el Reino Unido. Cuando comenzó su investigación, hizo que su hijo comiera comida rápida en cada comida durante diez días seguidos para demostrar el daño que puede causar al microbioma intestinal.
Lanzó Zoe , una aplicación de salud intestinal en la que los usuarios proporcionan una muestra de sangre y heces junto con un diario de alimentos para que los científicos lo analicen con datos de una serie de estudios a gran escala que cuantifican cómo el cuerpo y su microbioma responden a diferentes alimentos . Los resultados se envían como recomendaciones dietéticas personalizadas que tienen como objetivo mejorar el microbioma del usuario.
Puedes hacer grandes cambios en tu microbioma haciendo cambios en tu dieta – Tim Spector
A través de esta aplicación, Spector también está llevando a cabo el programa de investigación nutricional más grande del mundo , para finalmente responder preguntas sobre cómo la dieta afecta el microbioma.
«Todavía estamos rascando la superficie, pero ha habido un gran progreso en algunas áreas», dice Spector. En la próxima década o dos, «será realmente comprender qué hacen esos microbios, cuál es su función, qué sustancias químicas producen … podremos obtener un catálogo de diferentes alimentos que probablemente afectarán a estas comunidades», dijo. dice.
El futuro de la terapéutica del microbioma
Esta nueva era de innovación en la terapéutica del microbioma podría al menos ayudar a los pacientes a apartarse del factor ick vinculado al FMT, dice Christian Lodberg Hvas , profesor clínico asociado de la Universidad de Aarhus en Dinamarca. «Tragar heces es bastante controvertido para la mayoría de las personas», dice.
En el futuro, cree que podríamos llegar a un punto en el que sea posible recoger y elegir microbios de una biblioteca de bacterias útiles para tratar diferentes enfermedades. «La terapia de microbiota dirigida, básicamente bioterapéuticos vivos, va a estar aumentando. Y luego FMT se colocará en algún lugar en un rincón», dice. «Pero ni siquiera sabemos si nos estamos enfocando en las cosas correctas. Tenemos grandes esperanzas en la microbiota y algunas de las esperanzas son realistas y pueden lograrse, y muchas de las esperanzas son ilusiones».
Los alimentos fermentados como el kimchi y el chucrut son ricos en bacterias vivas y levaduras que pueden enriquecer el microbioma intestinal (Crédito: Natasha Breen / Getty Images)
Quién sabe qué conexiones podemos encontrar, dice. Investigadores en Finlandia están estudiando cómo las cesáreas o los nacimientos naturales afectan el microbioma.
Los científicos también están estudiando el uso de trasplantes de microbiota para una amplia gama de trastornos, como insomnio, enfermedad de Parkinson , VIH , fatiga crónica, esclerosis múltiple , obesidad, resistencia a la insulina, síndrome metabólico y autismo .
Entre los que investigan los vínculos entre el microbioma y C. difficile, el síndrome del intestino irritable y el autismo, por ejemplo, se encuentra Amanda Kabage . Siguiendo su propia experiencia con FMT en 2013, se unió al laboratorio de Microbiota Therapeutics de Khoruts .
«Creo que esto va a ser lo que afectará a la mayoría de las áreas de la medicina», dice cuando se le pregunta qué cree que podría deparar el futuro de la terapia del microbioma. «Estoy muy emocionado de tener la posibilidad de que muchas más cosas por ahí puedan verse potencialmente afectadas con solo arreglar nuestro intestino».
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FUENTE: www.bbc.com
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