Una investigación señala al microbioma como un culpable común subyacente de los sellos distintivos asociados con la obesidad humana, una enfermedad compleja y multifacética. Su autor principal, Christoph Thaiss, del Departamento de Microbiología de la Escuela Perelman de Medicina de la Universidad de Pensilvania, en Estados Unidos, ganó el Gran Premio 2018 del ‘Science & SciLifeLab Prize for Young Scientists’ por este trabajo.

Thaiss y su equipo descubrieron que moléculas específicas producidas por bacterias intestinales se alteran durante tres casos específicos que se han asociado con la obesidad humana: la interrupción del reloj biológico, el aumento de peso recurrente y una mayor susceptibilidad a las infecciones.

Se sabe poco sobre los procesos moleculares implicados en la enfermedad metabólica, en parte porque contribuyen a su aparición factores genéticos y ambientales. “Los efectos metabólicos de la obesidad también son muy variables en diferentes individuos e influyen en múltiples sistemas de órganos distintos, y como tal, el estudio de la obesidad y el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas requieren la integración de tecnologías de muchas disciplinas científicas diversas”, dice Thaiss.

El premio, ahora en su sexto año, reconoce a científicos en el inicio de su carrera que realizan investigaciones innovadoras sobre ciencias de la vida e incluye una dotación de 30.000 dólares. Cuenta con el respaldo de ‘SciLifeLab’ (‘Science for Life Laboratory’), un centro nacional de ciencias moleculares avanzadas en Suecia y la revista ‘Science’, que publica la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia (AAAS, por sus siglas en inglés), la sociedad científica sin fines de lucro. El premio también es posible gracias al apoyo de la Fundación Knut y Alice Wallenberg, que promueve la investigación científica, la enseñanza y la educación.

“El estilo de vida humano ha cambiado dramáticamente en el último siglo, y también lo ha hecho nuestra susceptibilidad a diversas enfermedades metabólicas”, señala Thaiss. En su ensayo ganador del gran premio, “Dinámica del microbioma en la obesidad”, que se publicará en la edición de este viernes de ‘Science’, los hallazgos de Thaiss sugieren que elementos del estilo de vida humano moderno, como la interrupción del reloj biológico o circadiano por el trabajo por turnos o gestionar el peso de manera errónea por ciclos de dietas, puede afectar a la salud metabólica a través de su efecto en el microbioma intestinal.

CAMBIOS EN EL ESTILO DE VIDA CON EFECTOS PREVENTIVOS O TERAPÉUTICOS

“Entender de manera más profunda los factores que controlan la actividad del microbioma nos permitirá comprender los mecanismos específicos que subyacen a los impactos ambientales en las enfermedades humanas, y puede proporcionarnos predicciones viables de cómo ciertos cambios en el estilo de vida pueden tener efectos preventivos o terapéuticos”, dice Thaiss.

Investigaciones anteriores vincularon los trastornos del reloj circadiano con la obesidad y el alto nivel de azúcar en la sangre, y Thaiss descubrió que el microbioma intestinal en ratones y humanos sufre fluctuaciones en un ritmo de 24 horas. Luego, mostró que esas oscilaciones diarias en la comunidad microbiana intestinal influyen en la biología circadiana del huésped. Curiosamente, Thaiss observó que la alteración de los ritmos circadianos del huésped, ya sea genéticamente o por jet lag, alteró el microbioma intestinal, lo que predispuso a los roedores y humanos a la obesidad y la intolerancia a la glucosa.

Thaiss también estudió la interrupción de los microbiomas en escalas de tiempo más largas, ya que la rápida recuperación de peso de individuos anteriormente obesos después de una pérdida de peso exitosa, un fenómeno conocido comúnmente como el “efecto yo-yo”, continúa desconcertando a los científicos. En ratones, descubrió que un periodo de obesidad indujo alteraciones de larga duración en la composición de los microbiomas, las cuales persistieron incluso después de que el organismo huésped volviera a tener un peso normal, un comportamiento “similar a la memoria” que predispuso a los animales anteriormente obesos a experimentar una recuperación acelerada de peso.

Por último, Thaiss abordó la mayor susceptibilidad de las personas obesas y diabéticas a la infección intestinal y la inflamación sistémica. Las células epiteliales intestinales, que recubren el tracto intestinal, normalmente proporcionan una barrera hermética que separa las bacterias intestinales del sistema circulatorio. Su análisis de ratones obesos y diabéticos reveló que los fallos en la barrera epitelial intestinal llevaron al transporte de moléculas bacterianas a la corriente sanguínea, lo que causó inflamación.

Es importante destacar que Thaiss validó estos resultados en una cohorte humana, donde el alto nivel crónico de azúcar en la sangre se correlacionaba fuertemente con los niveles de productos microbianos detectados en la circulación. “Dado que la mayor parte de nuestro trabajo se realizó utilizando ratones para modelar la obesidad y sus complicaciones metabólicas, el siguiente paso más importante será traducir nuestros hallazgos a la obesidad humana. Nuestros primeros descubrimientos indican que los mecanismos fundamentales que hallamos se pueden aplicar a la biología humana. Es una pregunta emocionante si se puede utilizar nuestro enfoque para mejorar la salud metabólica en los seres humanos, cuya respuesta estamos buscando activamente”, dice Thaiss.

“Entender la interacción que se produce entre enfermedades como la obesidad y las bacterias que viven en nuestros intestinos puede sugerir nuevos enfoques para la intervención terapéutica”, afirma Valda Vinson, editora adjunta de ‘Science’. Thaiss recibirá el premio por su investigación en el campo de la medicina traslacional en Estocolmo, Suecia, el jueves 13 de diciembre, durante una ceremonia y una cena con cerca de 200 invitados. Su trabajo también se presentará en un simposio el miércoles 12 de diciembre en el Instituto Karolinska en Estocolmo, Suecia.