Las bacterias intestinales descomponen el colesterol, lo que sugiere tratamientos probióticos

Las especies del microbioma humano tienen enzimas que pueden metabolizar un lípido potencialmente peligroso.

Por. Julian Nowogrodzki, publicado en Nature 2-04-2024

Los científicos han identificado bacterias intestinales humanas que tienen una herramienta útil: una enzima que puede convertir el colesterol que obstruye las arterias en una forma más inofensiva que no es absorbida por el cuerpo. El hallazgo apunta hacia posibles tratamientos para los niveles altos de colesterol.

Aunque las especies bacterianas recién descritas pueden metabolizar el colesterol en el laboratorio, aún no se ha confirmado si pueden causar cambios en los niveles de colesterol en sangre de sus huéspedes en modelos animales o ensayos clínicos.

«Es muy emocionante seguir explorando», dice el bioinformático Daoming Wang de la Universidad de Groningen en los Países Bajos, que no participó en la investigación.

Wang añade que los métodos del estudio, publicado el 2 de abril en Cell1, abordan desafíos espinosos en la investigación del microbioma humano. La investigación es «realmente excepcional», coincide el bioinformático Alexander Kurilshikov de la Universidad de Groningen, que tampoco participó en el trabajo.

Eslabón perdido

Se ha establecido que el microbioma intestinal humano afecta los niveles de colesterol, e investigaciones anteriores han apuntado a enzimas microbianas que podrían estar involucradas. Un estudio de 20202 identificó una enzima bacteriana llamada ismA que puede convertir el colesterol en coprostanol, un lípido que se excreta en lugar de ser absorbido por el cuerpo. Las personas cuyas bacterias intestinales producían esta enzima tenían niveles más bajos de colesterol en la sangre que las que no lo hacían. Este estudio fue publicado por el mismo grupo de investigación, dirigido por el gastroenterólogo y microbiólogo Ramnik Xavier del Hospital General de Massachusetts en Boston, que es responsable del nuevo hallazgo. Hasta ahora, no estaba claro qué bacterias producían enzimas que metabolizan el colesterol.

Para el estudio actual, los investigadores analizaron genomas microbianos en muestras de heces de 1.429 participantes en un estudio a largo plazo de factores de riesgo de enfermedad cardiovascular. El equipo encontró muchas especies de bacterias intestinales, incluidas las del género Oscillibacter, que se correlacionaban con niveles más bajos de colesterol. Los investigadores confirmaron sus resultados en participantes de dos estudios independientes.

Materia oscura del intestino

A continuación, el equipo buscó dos especies de Oscillibacter y otra especie bacteriana en busca de genes similares a los que se sabe que afectan al metabolismo del colesterol. Para ello, los científicos utilizaron un algoritmo de aprendizaje profundo al que denominan «modelo de lenguaje de proteínas». El modelo evalúa no solo las características de un gen en sí, sino también las predicciones de cómo la proteína codificada por el gen se plegará en una estructura 3D. La información adicional hace que el algoritmo sea más sensible que aquellos que se basan solo en información sobre el gen.

Descubrieron que las tres especies tienen genes que codifican proteínas que son estructuralmente similares a ismA y otras enzimas involucradas en el metabolismo del colesterol.

Esta técnica es «innovadora y significativa», dice Wang, porque proporciona un método para llegar a la «materia oscura» del microbioma: la gran cantidad de genes bacterianos que no son lo suficientemente similares a ningún gen conocido como para dar pistas sobre su función.

Los autores también demostraron en experimentos de laboratorio que estas tres especies pueden metabolizar el colesterol. Xavier sospecha, basándose en sus datos, que hay «muchas más» especies de Oscillibacter por descubrir que las 25 identificadas en el estudio.

Barreras de tratamiento

Si las especies bacterianas o las enzimas pudieran llegar al lugar correcto en el intestino, podría ser posible reducir la dosis necesaria de medicamentos, como las estatinas, para reducir o controlar los niveles de colesterol.

Sin embargo, existen obstáculos a los que se enfrenta el desarrollo de un tratamiento de este tipo. La administración de bacterias beneficiosas ha funcionado muy bien en el tratamiento de infecciones con el patógeno común Clostridium difficile, dice Xavier, pero la toxina de C. difficile mata muchas bacterias, creando espacio para bacterias útiles. Las personas que reciben tratamiento para el colesterol alto seguirían teniendo su comunidad habitual de microbioma intestinal, dice, lo que podría exprimir las bacterias beneficiosas.

«Está muy lejos», dice Xavier. Pero «tal vez en pacientes de riesgo, podríamos reducir ese riesgo en una etapa mucho más temprana», dice.

doi: https://doi.org/10.1038/d41586-024-00955-3

Referencias

1. Li, C. y cols.Célula https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.03.014 (2024).
2. Kenny, D. J. et al.Cell Host Microbe 28, 245–257 (2020).