Así nos influyen los microbios de los medicamentos

Caracterizan el ‘microbioma de la comida’: así nos influyen los microbios de los alimentos

Poco se sabe de los microorganismos presentes en la comida; una gran investigación europea abre esa ‘caja negra’ con la recopilación de miles de metagenomas de origen alimentario.

Sonia Moreno, Diario Médico, Jue, 29/08/2024 –

¿Cómo influyen los microorganismos que se encuentran en la comida en la configuración de nuestra microbiota? La mayor base de datos sobre el genoma de bacterias y hongos, que se acaba de publicar hoy jueves en Cell, revela que los microbios asociados a los alimentos representan de media un 3% del microbioma intestinal de los adultos y un 56% del de los lactantes.

Este atlas, el mayor estudio sobre microbios en los alimentos, ha caracterizado más de 2.500 metagenomas asociados a alimentos. Así identificaron a más de 10.800 microorganismos, la mitad de los cuales eran especies desconocidas.

Los hallazgos son fruto del consorcio europeo Microbiome applications for sustainable food systems (MASTER-h2020), en el que participan múltiples grupos de varios países. Entre ellos, se encuentran el Instituto de Productos Lácteos de Asturias (IPLA-CSIC), en Villaviciosa y el Instituto de Investigación Sanitaria del Principado de Asturias (ISPA), en Oviedo (ambos en Asturias); el Departamento de Tecnología e Higiene de los Alimentos en la Universidad de León; la Estación Experimental de El Zaidín (EEZ-CSIC), en Granada; el Instituto de Investigación en Ciencias de la Alimentación (CIAL, CSIC-UAM); el Instituto de Investigación en Agrobiotecnología (CIALE) de la Universidad de Salamanca, y el Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (IATA-CSIC), en Paterna (Valencia).

Raúl Cabrera Rubio, investigador del programa Cdeigent en el IATA-CSIC y participante en el trabajo de Cell, expone a este medio que esa extensa participación «proporcionó numerosas secuencias de múltiples entornos y lugares de muestreo, que abarcan el sistema alimentario desde el rumen [cavidad del aparato digestivo de los animales rumiantes] hasta los peces; las fábricas; los suelos; los alimentos fermentados; los cereales, y las verduras». Y señala que los metadatos recopilados se encuentran abiertos al acceso público en la base de datos CuratedFoodMetagenomicData.

La exhaustiva investigación ha permitido determinar especies – y su información genómica- que se emplean típicamente en la producción de alimentos. Además, «detectamos cientos de especies no caracterizadas en el microbioma de los alimentos, lo que abre nuevas vías para su caracterización en profundidad», señala el científico del centro valenciano.

Y recuerda que «la integración de estos recursos ha permitido el desarrollo de varias aplicaciones relevantes: desde el estudio de la evolución del microbioma a lo largo del sistema alimentario hasta el de la difusión de la resistencia a los antibióticos o de genes relacionados con el deterioro en los alimentos, pasando por la detección de patógenos en el control de la calidad de los alimentos y, por último, también el estudio de la transmisión a lo largo de la cadena alimentaria de los seres humanos».

Metagenómica aplicada a los alimentos

En lugar de estudiar a los microbios de los alimentos mediante su cultivo individual en el laboratorio, los investigadores han recurrido a las herramientas que permiten secuenciar simultáneamente todo el material genético de cada muestra alimentaria. Esta fórmula metagenómica suele emplearse para caracterizar el microbioma humano o analizar muestras ambientales, pero hasta ahora no se había utilizado para investigar los alimentos a gran escala.

Los 2.533 metagenomas de microorganismos asociados a alimentos procedentes de 50 países se encontraban en diversos tipos de comidas, de los cuales el 65% eran fuentes lácteas, el 17% bebidas fermentadas y el 5% carnes fermentadas. Los metagenomas comprendían material genético de 10.899 microbios asociados a alimentos clasificados en 1.036 especies bacterianas y 108 especies fúngicas.

Uno de los datos que se extraen del trabajo, como destaca el coautor principal del trabajo Nicola Segata, de la Universidad de Trento y el Instituto Europeo de Oncología de Milán, es que las especies microbianas asociadas a los alimentos conforman alrededor del 3% del microbioma intestinal de los adultos y más del 50% de los microbiomas intestinales de los recién nacidos. «Puede parecer un pequeño porcentaje, pero ese 3% sería extremadamente relevante por su función dentro de nuestro organismo. Con esta base de datos, podemos empezar a estudiar a gran escala cómo las propiedades microbianas de los alimentos podrían repercutir en nuestra salud». El hallazgo sugiere asimismo que «algunos de nuestros microbios intestinales pueden ser adquiridos directamente de los alimentos, o que históricamente las poblaciones humanas obtuvieron estos microbios de los alimentos y luego esos microbios se adaptaron para formar parte del microbioma humano».

En el estudio se observó 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 a los microbios presentes de la carne fermentada. No obstante, se vio más variación de tipos de microorganismos entre los productos lácteos, probablemente debido al mayor número de lácteos estudiados.

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• «Algo sorprendente es que determinados microbios están presentes y desempeñan funciones similares incluso en alimentos muy diferentes y, al mismo tiempo, demostramos que los alimentos de cada instalación o granja local tienen características únicas», afirma Segata. «Esto es importante, porque ahonda en la idea de la especificidad y la calidad de los alimentos locales, e incluso podríamos utilizar la metagenómica para autentificar los alimentos procedentes de una instalación o ubicación determinada».

Si bien los investigadores no identificaron muchas bacterias patógenas en las muestras de alimentos, sí constataron la presencia de algunos microbios que podrían ser menos deseables debido a su impacto en el sabor o la conservación de los alimentos, hecho que podría ayudar a elaborar productos más consistentes y deseables. También podría contribuir en aspectos regulatorios y en la trazabilidad, al aportar información sobre qué microbios deben y no deben estar en determinados tipos de alimentos y sobre la identidad y el origen de los alimentos «locales».

Presencia de levaduras

Raúl Cabrera destaca además entre otras conclusiones mencionadas de esta exhaustiva investigación, «el análisis a nivel de cepa infirió eventos de transmisión de los alimentos al microbioma potencialmente recientes también para eucariotas, como Saccharomyces cerevisiae». De hecho, también encontraron la presencia de la levadura Debaryomyces hansenii, hecho que los investigadores destacan en el estudio como muestra de la importancia de los hongos, y en particular de las levaduras, a la hora de explorar la diversidad de los microbiomas alimentarios.

«El conocimiento profundo de la microbiota de los alimentos ha hecho posible relacionarlos en la microbiota humana, tanto adulta como infantil, pudiendo conocer uno de los pilares para la formación de esta, y poder aportar un conocimiento base para la regulación de esta, así como su implicación en enfermedades no transmisibles», concluye Raúl Cabrera. «Es necesario añadir que la caracterización funcional de estos microbios que detectamos solo mediante metagenómica deberían ser el próximo paso para explotar, aún más, su papel en el procesamiento, calidad y seguridad de los alimentos.  Sin embargo, la diversidad global de microbios alimentarios aún está lejos de ser descifrada y, como tal, nuestro recurso debería ser el punto de partida para iniciativas integradoras adicionales sobre microbiomas alimentarios. Por ejemplo, nuestros hallazgos respaldan los medios de tipificación molecular para desarrollar certificaciones de autenticidad y origen de los alimentos basadas en la especificidad microbiana, lo que requeriría una expansión adicional del número de metagenomas de los mismos tipos de alimentos de diferentes ubicaciones e industrias».

Un ‘atlas’ de Microbiología

Cristian Díaz-Muñoz, investigador posdoctoral en Gastrointestinal Genetics Lab del CIC bioGUNE-BRTA, en Derio (Vizcaya), comenta a SMC España sobre este estudio, en el que no ha participado, que «supone el mayor esfuerzo realizado hasta la fecha para caracterizar alimentos microbiológicamente, en especial, alimentos fermentados. Sin duda, la base de datos construida (curatedFoodMetagenomicData, cFMD) 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».

El investigador del CIC-Biogune también aporta que el trabajo «evidencia la dimensión de la llamada microbial dark matter que, a día de hoy, sigue existiendo en el mundo de la microbiología en general y en particular de la microbiología de los alimentos, con consecuencias directas sobre aspectos tan importantes e inmediatos como la seguridad alimentaria».

Y alude al vínculo entre la microbiología alimentaria y la microbiota humana establecido en el estudio de Cell, que 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».