Premio Princesa de Asturias de Investigación 2023

El valor de los microorganismos

Nuestros intestinos albergan más de 400 especies distintas de microorganismos. Esa microbiota ha demostrado ser una pieza clave en el desarrollo, la prevención y el mantenimiento de nuestro sistema inmunológico y las terapias con microbiota, una vía para atajar enfermedades como la colitis pseudomembranosa (un proceso inflamatorio del colon asociado a una infección bacteriana difícil de tratar) y combatir otras patologías como la obesidad o la malnutrición infantil. Son los campos en los que se han centrado los trabajos de uno de los tres distinguidos con el Premio Princesa de Investigación Científica y Técnica de este año, el estadounidense Jeffrey Gordon.

Desde 2015, el de la microbiota es también el objeto de estudio del grupo de investigación Biotecnología de Nutracéuticos y Compuestos Bioactivos (BIONUC) de la Universidad de Oviedo, que lidera el profesor Felipe Lombó. Integrado en el Instituto Universitario de Oncología del Principado (IUOPA) y el Instituto de Investigación Sanitaria de Asturias (ISPA), trabaja en la prevención de enfermedades inflamatorias intestinales como la colitis ulcerosa y del cáncer de colon, el tipo de tumor más frecuente en Europa. Más recientemente también ha puesto en marcha investigaciones sobre la prevención del síndrome metabólico, un grupo de afecciones entre las que se encuentran la diabetes tipo II, la hipercolesterolemia, la hipertensión arterial o la obesidad.

Con la Facultad de Medicina como base de operaciones, en sus laboratorios han logrado determinar cómo nuestra dieta, la ingesta de determinados alimentos 'funcionales', provoca cambios en nuestra microbiota que resultan tremendamente beneficiosos para nuestra salud. Porque de los miles de millones de células bacterianas que se encuentran en nuestro intestino hay muchas que pertenecen a especies con una actividad biológica beneficiosa para nuestro organismo. Se las llama 'probióticos'.

Estas células, alimentadas con unas moléculas denominadas nutracéuticos o prebióticos, modifican la microbiota intestinal generando compuestos que, se ha visto en modelos animales, «reducen hasta un 52% los tumores de colon y en un 100% los síntomas y efectos de la colitis ulcerosa».

Así que la clave está en esos nutracéuticos, de los que existen cinco grandes familias: los lípidos funcionales, los polisacáridos funcionales (o fibras prebióticas), los polifenoles, los organosulfurados y los terpenoides. «Casi todos son de origen vegetal y nos llegan por la dieta». Están presentes en alimentos tan cotidianos como el ajo, la cebolla, el puerro, el plátano, los frutos rojos o el pescado azul, por mencionar solo algunos.

A lo largo de estos años, los investigadores del grupo BIONUC –lo integran cinco profesores, tres investigadores postdoctorales y siete predoctorales– han visto cómo los cambios en la microbiota intestinal consiguen reducir el número de tumores de colon y que estos sean menos agresivos. Es el poder que tienen, por ejemplo, algunos polisacáridos de los que se alimentan las bacterias probióticas de nuestra microbiota intestinal, generando ácidos grasos de cadena corta. La presencia de esos ácidos en el tracto intestinal provoca que «las células tumorales se suiciden al principio de la tumoración», con lo que nunca llega a haber un carcinoma avanzado, ni éste puede derivar en metástasis, en esos modelos animales.

Dentro de los polifenoles, algunas moléculas de la familia de los flavonoides –que llegan a nuestro organismo cuando comemos determinadas frutas y verduras– «previenen totalmente la colitis ulcerosa inducida por medios químicos», según un estudio en animales aún pendiente de publicación. Tal es su interés que tienen en marcha factorías bacterianas con las que replican en laboratorio el proceso vegetal de producción de unos pocos tipos de flavonoides. «Cultivando una sola bacteria, en pocas semanas consigues una molécula determinada que, de otro modo, deberías purificar a partir de una plantación del vegetal correspondiente durante meses de crecimiento en el campo».

Las nuevas líneas de investigación centradas en la prevención de las enfermedades del síndrome metabólico se basan en los nutracéuticos denominados organosulfurados por su gran capacidad antibacteriana, fungicida y antiinflamatoria.

Son investigaciones que siguen la senda abierta por Jeffrey Gordon, pionero en los trabajos de descripción de la microbiota que suma más de 800 publicaciones.

De la importancia de las trayectorias profesionales de Peter Greenberg y Bonnie Bassler da cuenta la también bióloga, catedrática de Microbiología de la Universidad de Oviedo y miembro electo de la Academia Asturiana de Ciencia e Ingeniería (AACI) Rosario Rodicio. Durante mucho tiempo se pensó que las bacterias actuaban de manera individual, pero no es así. «Se comunican entre ellas con el objetivo de colaborar. De esta forma consiguen llevar a cabo procesos que, de forma individual, no tendrían éxito».

Es lo que Peter Greenberg bautizó con el nombre de 'quorum sensing' o 'percepción de quorum'. Es así, mediante esa cooperación, como las bacterias consiguen llevar a cabo procesos como la bioluminiscencia (emitir luz), la formación de biopelículas o la patogenicidad, estando implicadas en numerosas enfermedades.

Haber descubierto la base genética y bioquímica de esa comunicación y colaboración –incluso entre bacterias de distinta especie– abre la puerta a «desarrollar nuevos agentes terapéuticos que impidan el proceso del 'quorum sensing'».

Es algo fundamental, ya que «la resistencia a los antibióticos es unos de los principales problemas que se encuentra la medicina actual». Y una de las alternativas a esa resistencia bacteriana –en la que Rosario Rodicio centró su investigación durante los últimos veinte años– «puede ser el bloqueo del 'quorum sensing'».

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