Usando el microbioma intestinal como una brújula de salud

El microbioma humano puede proporcionar información sobre el riesgo de enfermedad del hígado graso no alcohólico. Así lo ha descubierto un equipo internacional dirigido por el Instituto Leibniz de Investigación de Productos Naturales y Biología de Infecciones-Instituto Hans Knöll. Los investigadores desarrollaron un modelo que puede predecir el posible curso de la enfermedad en función de la composición microbiana en el intestino. El estudio se publica en Ciencia Medicina Traslacional.

Hasta el 25% de la población mundial se ve afectada por la enfermedad del hígado graso no alcohólico (NAFLD), en la que se forma una mayor cantidad de células grasas en el hígado. Es la enfermedad hepática crónica más común en los países industrializados del mundo y, a diferencia de la enfermedad del hígado graso alcohólico, no es causada por un alto consumo de alcohol. En algunas personas, la NAFLD no detectada puede provocar cicatrices en el hígado, cáncer de hígado o insuficiencia hepática.

En un estudio a largo plazo, un equipo de investigación internacional dirigido por Gianni Panagiotou, líder del grupo de investigación de biología de sistemas y bioinformática en Leibniz HKI, analizó muestras de heces y sangre de 1200 personas que inicialmente no tenían NAFLD. «Ya se ha demostrado que los microorganismos en el intestino humano contribuyen al desarrollo de NAFLD. Queríamos averiguar si el microbioma de una persona sana podría predecir si desarrollaría o no NAFLD en el futuro», explica Panagiotou.

Cuando los sujetos fueron reexaminados cuatro años después, se reveló que 90 de ellos habían desarrollado NAFLD desde entonces. Las muestras de los afectados se compararon con un grupo de control de 90 personas que no tenían NAFLD al inicio o en la visita de seguimiento. «Usando diferentes métodos, pudimos encontrar diferencias muy sutiles en las muestras que tomamos cuatro años antes», explica el primer autor Howell Leung del grupo de Panagiotou en Leibniz HKI. «Con estos datos, pudimos desarrollar un modelo que puede predecir quién desarrollará NAFLD en el futuro en función del microbioma con un 80 % de certeza».

Actualmente, existen modelos clínicos que utilizan parámetros bioquímicos en la sangre para hacer una predicción con un 60% de precisión. «El modelo que desarrollamos combina información fácilmente medible de la sangre con datos del microbioma y, por lo tanto, puede aumentar enormemente la confiabilidad», dice Panagiotou.

Predicción de enfermedades a través del aprendizaje automático

El equipo de investigación desarrolló el llamado modelo de aprendizaje automático, un modelo de computadora que está capacitado para reconocer ciertos patrones en un conjunto de datos. Luego, el modelo puede usar estos patrones para analizar nuevos conjuntos de datos y, en este caso, predecir una posible enfermedad del hígado graso no alcohólico. «Todo el proceso de desarrollo de nuestro modelo tomó más de tres años debido a la complejidad de los datos. Sin embargo, al final tuvimos éxito y pudimos crear una herramienta útil para predecir NAFLD», dice Panagiotou.

La enfermedad del hígado graso no alcohólico en etapa tardía es irreversible y, en el peor de los casos, puede incluso provocar cáncer de hígado. Por lo tanto, las personas que ya padecen un precursor o están particularmente en riesgo deben ser identificadas de manera temprana para poder contrarrestar la enfermedad. «La NAFLD es una enfermedad silenciosa. Esto significa que en la mayoría de los casos es asintomática y, por lo general, solo se detecta por casualidad», explica Gianni Panagiotou. El número de alemanes que padecen NAFLD se estima en alrededor de 12 millones. Las personas con condiciones preexistentes como diabetes tipo 2, obesidad, presión arterial alta o dislipidemia se ven particularmente afectadas por la enfermedad del hígado graso.

Posibles aplicaciones y próximos pasos

Usando su modelo de aprendizaje automático, los investigadores ya han podido comparar y, por lo tanto, validar sus resultados con datos de pacientes de EE. UU. y Europa. En el próximo paso, Panagiotou planea realizar el estudio a nivel mundial y usar inteligencia artificial para integrar conjuntos de datos aún más grandes en el estudio.

«Veo el diagnóstico basado en microbiomas como algo que llegará a la práctica clínica y tendrá un gran potencial en los próximos diez años», dice Panagiotou. El tratamiento temprano de los factores de riesgo de la enfermedad del hígado graso no alcohólico, como la diabetes tipo 2, la hipertensión y la obesidad, podría detener el desarrollo de la enfermedad. Por lo tanto, el pronóstico temprano es la única forma de prevenir la enfermedad.

Proporcionado por Leibniz-HKI