Si las algas nori, kombu o wakame han sido parte de su dieta durante mucho tiempo, es muy probable que sus bacterias intestinales alberguen genes de la vida marina. Los microbiólogos han descubierto que el microbioma intestinal humano ha adquirido este ADN exótico varias veces durante la historia del consumo de algas marinas en Asia.
Si estos genes se pueden adquirir en cuestión de meses o miles de años, sigue siendo una pregunta abierta. De todos modos, el fenómeno “puede ayudarnos a comprender mejor el origen de [the] muchos genes nuevos en el microbioma humano”, dice Arshan Nasir, un bioinformático de Moderna interesado en la evolución microbiana.
El intestino humano alberga miles de especies microbianas, en su mayoría bacterias y virus, de las cuales las bacterias contienen colectivamente alrededor de 500 000 genes. Los investigadores solo saben lo que hace la mitad de ellos. Algunos descomponen los carbohidratos complejos (como los que se encuentran en los cereales y algunas verduras) en moléculas ricas en energía llamadas ácidos grasos que el cuerpo humano puede absorber y utilizar. Sin embargo, estos genes no pueden descomponer los carbohidratos complejos en las algas y otras algas marinas. ¿Podrían los organismos marinos habernos ayudado a obtener nutrientes de las algas?
Las primeras pistas de que podrían surgir hace unos 10 años. Los investigadores encontraron un grupo de genes de digestión de algas marinas de una bacteria marina que come nori en microbios intestinales humanos. Para averiguar qué tan comunes eran esos genes en las personas, Eric Martens, microbiólogo de la Universidad de Michigan, Ann Arbor, y sus colegas colocaron muestras de heces humanas en platos que contenían extractos de algas marinas. Luego analizaron los genomas de las bacterias que sobrevivieron con los extractos, razonando que esos microbios eran los que podían digerir las algas.
Algunas bacterias tenían los mismos genes de digestión de nori encontrados anteriormente, mientras que otros tenían genes diferentes con la misma capacidadel equipo informa hoy en Huésped celular y microbio. La mayoría de los microbios eran Bacteroidetes, un grupo muy diverso que se encuentra entre los tipos más comunes de bacterias en el intestino, el suelo y el agua dulce y salada. Los genes en los microbios intestinales humanos se agruparon en paquetes móviles de ADN, lo que sugiere que probablemente provenían de Bacteroidetes marinos mediante un proceso llamado transferencia horizontal de genes. Las personas que comen algas marinas u otras formas de vida marina podrían haber ingerido estas bacterias.
El equipo también encontró otro conjunto de genes de digestión de algas marinas en un grupo diferente de bacterias intestinales comunes, Firmicutes. Debido a las similitudes entre esos genes y los genes en las bases de datos de ADN, los investigadores dicen que esos genes pueden provenir de una bacteria que se encuentra en las entrañas de los peces que comían las personas. “Estoy dispuesto a apostar que si seguimos buscando, encontraremos más [transfer] eventos”, dice Martens.
A continuación, su postdoctorado Gabriel Pereira buscó los genes de digestión de algas en los intestinos de casi 2500 personas de América del Norte y del Sur, África, Europa y Asia. Los investigadores encontraron genes para digerir nori en 512 de las 1361 muestras de participantes japoneses y chinos, pero en muy pocos participantes de otros lugares. Esos participantes asiáticos también tenían más probabilidades de tener los genes necesarios para digerir otros tipos de algas.
Eso tiene sentido porque las culturas asiáticas consumen algas desde hace mucho tiempo, dice Justin Sonnenburg, un microbiólogo de la Universidad de Stanford que no participó en el estudio. El hecho de que los genes se hayan quedado en estas personas sugiere que juegan un papel importante en ayudar a digerir la fibra en las algas, dice.
Martens no puede decir cuándo estos genes fueron adquiridos por Bacteroidetes o Firmicutes en el intestino. Él y otros sospechan que podría ser hace cientos o incluso miles de años. Pero también podría tomar solo meses de una dieta regular de algas marinas, especialmente si las personas viven entre otras personas que normalmente comen estos alimentos. (Los microbiomas de las personas que viven juntas tienden a volverse más similares con el tiempo).
Este experimento natural podría aprovecharse para la salud humana, dice Nasir, que no formó parte de la investigación. Novome Biotechnologies, por ejemplo, ha dotado a una bacteria que digiere algas con la capacidad de degradar el oxalato de la dieta, un compuesto que puede provocar cálculos renales. En los ensayos clínicos en curso, las personas con riesgo de cálculos renales toman esta bacteria modificada como probiótico y se aseguran de que prospere en el intestino al comer también suplementos de algas marinas. Si por alguna razón necesitan deshacerse de esta bacteria, simplemente pueden dejar de tomar el suplemento de algas marinas.
Incluso si esta aplicación biomédica no funciona, la transferencia horizontal de genes ha sido buena para las personas, dice Martens. Los humanos “no tienen que desarrollar estas funciones”, dice. Simplemente pueden adquirir otros nuevos de las bacterias.
