Los probióticos evolucionan en el intestino y pueden volverse dañinos

Los probióticos, que son bacterias vivas que se toman para promover la salud digestiva, pueden evolucionar una vez dentro del cuerpo y tienen el potencial de volverse menos efectivos e incluso a veces dañinos, según un estudio reciente de la Escuela de Medicina de la Universidad de Washington St. Louis, en Estados Unidos.

Los investigadores que estudian una cepa de la bacteria Escherichia coli (E. coli) vendida en Europa como un probiótico antidiarreico encontraron que el ADN de la bacteria cambió y desarrolló nuevas capacidades después de vivir en los intestinos de los ratones durante algunas semanas.

Probióticos y síndrome del intestino irritable

Bajo ciertas condiciones, los probióticos incluso activaron a sus huéspedes y adquirieron la capacidad de comer la capa protectora del intestino. La destrucción de esta capa se ha relacionado con el síndrome del intestino irritable. Las dietas de los ratones y la composición de su comunidad bacteriana intestinal influyeron en la evolución del probiótico y de qué maneras.

---

Gautam Dantas: "No existe ningún microbio que sea inmune a la evolución"

---

Los hallazgos, publicados este martes en la revista Cell Host and Microbe, sugieren que los probióticos no son una terapia única para todos. Un probiótico que proporciona alivio a una persona podría evolucionar para volverse inefectivo o incluso dañino en otra. Los probióticos se han relacionado con infecciones graves en algunas personas.

"Si vamos a usar los seres vivos como medicamentos, debemos reconocer que se van a adaptar, y eso significa que lo que pones en tu cuerpo no es necesariamente lo que va a estar allí, incluso un par de horas más tarde", señala el autor principal, Gautam Dantas, profesor de Patología e Inmunología, Microbiología Molecular e Ingeniería Biomédica. "No existe ningún microbio que sea inmune a la evolución. Esta no es una razón para no desarrollar terapias basadas en probióticos, pero es una razón para asegurarnos de que entendemos cómo cambian y bajo qué condiciones", añade.

Probióticos y microbioma intestinal

Todo el mundo alberga una vasta comunidad de bacterias, virus y hongos conocidos como microbioma intestinal en sus tractos digestivos. Un microbioma bien equilibrado nos suministra vitaminas, ayuda a digerir los alimentos, regula la inflamación y mantiene bajo control a los microbios que causan enfermedades. Los probióticos en los alimentos y los suplementos dietéticos se comercializan como formas de mantener abundantes las bacterias saludables y la digestión funcionando sin problemas.

---

Los investigadores se centraron en una cepa que se aisló hace más de un siglo en un soldado de la Primera Guerra Mundial

---

También se están desarrollando como tratamientos para afecciones médicas graves, como la enfermedad inflamatoria intestinal; fenilcetonuria (PKU), un trastorno metabólico que causa daño neurológico; y enterocolitis necrotizante, una infección intestinal potencialmente mortal que afecta a los bebés prematuros.

Entender los principios que gobiernan la evolución en el tracto digestivo es un paso clave hacia la creación de terapias probióticas seguras y efectivas, señalan los investigadores. Dantas y sus colegas, incluidos los primeros autores Aura Ferreiro, estudiante de posgrado, y Nathan Crook, exinvestigador postdoctoral en el laboratorio de Dantas, recurrieron a un probiótico conocido como E. coli Nissle 1917. La cepa se aisló hace más de un siglo de un soldado de la Primera Guerra Mundial que salió ileso de una epidemia de enfermedad diarreica severa que enfermó a sus compañeros.

Efectos según diferentes tipos de comida

Para estudiar cómo responde el probiótico a diferentes comunidades microbianas, los investigadores utilizaron ratones que albergaban cuatro tipos de microbiomas intestinales: uno sin bacterias preexistentes; otro con un conjunto limitado de bacterias, característico de un intestino insalubre; un microbioma normal; y un microbioma normal después del tratamiento con antibióticos.

Los científicos dieron a los ratones el probiótico, y luego variaron la comida que tomaban los roedores, dándoles comida para ratones, bolitas de alto contenido de fibra que imitan a la dieta natural del ratón; pellets con alto contenido de grasa, alto contenido de azúcar y fibra, diseñados para modelar los hábitos alimenticios occidentales típicos; y pellets occidentales con más fibra. Después de cinco semanas, los investigadores obtuvieron las bacterias de las entrañas de los ratones y analizaron el ADN de los microbios.

"En un entorno saludable y de gran diversidad, no detectamos mucha adaptación, tal vez porque este es el fondo al que está acostumbrada Nissle –dice Ferreiro–. Pero hay que recordar que muy a menudo no usaríamos probióticos en personas con un microbioma sano. Los usaríamos en personas enfermas que tienen un microbioma poco sano y poco diverso. Y esa parece ser la condición en la que es más probable que el probiótico evolucione".

Niveles altos de fenilalanina

Dantas y sus colegas aplicaron estos hallazgos al diseño de una terapia probiótica potencial para la PKU. Las personas con PKU no pueden descomponer la fenilalanina, un bloque de construcción de proteínas que se encuentra en muchos alimentos. Los niveles altos de fenilalanina causan daño cerebral, por lo que las personas con PKU deben adherirse estrictamente a una dieta baja en proteínas.

---

El descubrimiento abre nuevos caminos para personalizar la Medicina basada en probióticos

---

Los investigadores insertaron un gen en Nissle que le dio a la bacteria la capacidad de degradar la fenilalanina en un compuesto que se excreta con seguridad en la orina. Luego, dieron las bacterias de bio-ingeniería a ratones que carecían de la capacidad de metabolizar la fenilalanina. Al día siguiente, los niveles de fenilalanina en algunos de los roedores se habían reducido a la mitad.

Además, los investigadores no encontraron cambios significativos en el ADN de la cepa diseñada después de una semana de tratamiento, lo que sugiere que Nissle podría ser seguro para usar como un chasis para terapias de probióticos en escalas de tiempo cortas. El descubrimiento de que los probióticos evolucionan y se comportan de manera diferente en individuos con microbiomas y dietas dispares abre nuevos caminos para personalizar la Medicina basada en probióticos.

"La evolución es un hecho. Todo va a evolucionar –sentencia Dantas–. No debemos asustarnos. Podemos usar los principios de la evolución para diseñar un mejor agente terapéutico que se adapte cuidadosamente a las personas que lo necesitan. Esta es una oportunidad, no un problema".