Esta revisión exhaustiva explica cómo el microbioma intestinal—los billones de bacterias, virus y hongos que habitan en su sistema digestivo—desempeña un papel crucial en la enfermedad inflamatoria intestinal (EII). Los investigadores observaron que los pacientes con enfermedad de Crohn y colitis ulcerosa presentan desequilibrios significativos en sus comunidades microbianas intestinales, con una diversidad reducida de bacterias beneficiosas y un aumento de organismos proinflamatorios. Estos cambios afectan a vías metabólicas críticas y pueden contribuir a la inflamación crónica, lo que abre nuevas vías potenciales para el tratamiento mediante la modulación del microbioma, aunque persisten preocupaciones de seguridad respecto a las terapias emergentes.
El papel del microbioma intestinal en la enfermedad inflamatoria intestinal: una guía completa para pacientes
Índice de contenidos
- Introducción a la EII y el microbioma
- Comprendiendo su microbioma intestinal
- La barrera protectora de moco
- Cómo estudian los científicos el microbioma
- Disbiosis intestinal en pacientes con EII
- El microbioma como indicador de enfermedad
- Tratamientos dirigidos al microbioma
- Limitaciones y desafíos de los estudios
- Recomendaciones para pacientes
- Información de la fuente
Introducción a la EII y el microbioma
La enfermedad inflamatoria intestinal (EII), que incluye la enfermedad de Crohn y la colitis ulcerosa, es un diagnóstico crónico que provoca inflamación en su tracto digestivo. Aunque los médicos aún no comprenden completamente qué causa la EII, creen que implica una respuesta inmunitaria anormal desencadenada por un desequilibrio en su microbioma intestinal: la compleja comunidad de microorganismos que habitan en sus intestinos.
Este desequilibrio ocurre cuando algo altera la relación normal entre sus bacterias intestinales y su sistema inmunitario. Los investigadores piensan que en personas genéticamente susceptibles, esta alteración conduce a la ruptura de la barrera mucosa protectora, permitiendo que los antígenos atraviesen y desencadenen las respuestas inflamatorias agudas y crónicas que caracterizan la EII.
Los tratamientos actuales para la EII se centran en controlar la inflamación mediante medicamentos inmunosupresores que actúan en diferentes puntos del proceso inflamatorio. Sin embargo, estas terapias suelen tener efectividad limitada a largo plazo y pueden causar efectos secundarios graves, lo que subraya la necesidad de mejores enfoques terapéuticos que aborden las causas fundamentales de la enfermedad.
Comprendiendo su microbioma intestinal
Su microbioma gastrointestinal es un ecosistema increíblemente complejo que incluye no solo bacterias, sino también hongos, protozoos, virus y bacteriófagos (virus que infectan bacterias). El término "microbiota" se refiere a todos estos microorganismos que habitan en su tracto digestivo desde la boca hasta el ano, mientras que "microbioma" abarca tanto los microorganismos como sus genes, productos génicos y entorno circundante.
Su microbioma intestinal se establece temprano en la vida y se vuelve relativamente estable hacia los 2-3 años de edad. A pesar de ser dinámico, mantiene una estabilidad funcional para realizar tres funciones cruciales:
- Función barrera: Previene que las bacterias dañinas se establezcan compitiendo por nutrientes y produciendo péptidos antimicrobianos
- Nutrición: Metaboliza y sintetiza nutrientes que su cuerpo necesita
- Interacción con el sistema inmunitario: Ayuda a desarrollar y madurar su sistema inmunitario
La concentración y diversidad de microorganismos aumenta progresivamente a lo largo de su tracto digestivo, alcanzando sus niveles más altos en el colon donde las concentraciones bacterianas pueden superar los 100 billones (10¹⁴) de bacterias por gramo de contenido colónico.
Además de las bacterias, otros componentes importantes incluyen:
- Micobioma: La comunidad fúngica dominada por los filos Ascomycota y Basidiomycota, con especies comunes que incluyen Candida, Malassezia y Saccharomyces
- Viroma: Virus que incluyen aquellos que infectan células humanas y bacteriófagos que infectan bacterias
- Arqueas: Microorganismos unicelulares como Methanobrevibacter smithii, un organismo productor de metano
El microbioma interactúa con su cuerpo a través de metabolitos: algunos derivados de su dieta y otros producidos por los microorganismos mismos. Las vías metabólicas clave involucradas en la salud intestinal incluyen la producción de ácidos grasos de cadena corta (AGCC), el metabolismo de ácidos biliares y el metabolismo del triptófano.
La barrera protectora de moco
Su revestimiento intestinal está protegido por una barrera de moco que crea una capa protectora que cubre la superficie epitelial. Esta barrera sirve como una de sus primeras líneas de defensa contra sustancias externas, enzimas digestivas y microorganismos.
La capa de moco actúa como una barrera de difusión, permitiendo que moléculas pequeñas como iones, agua, nutrientes y gases lleguen a sus células intestinales mientras bloquea sustancias dañinas más grandes. También forma parte de su barrera intestinal mucosa innata y sirve como su primera línea de defensa inmunológica.
Las mucinas, tanto secretadas como transmembrana, son los componentes principales de esta barrera de moco. Más allá de la protección, las mucinas transmembrana también participan en la señalización intracelular y juegan un papel esencial en la homeostasis de las células epiteliales al modular la expresión de proteínas de unión.
Investigaciones recientes han demostrado que los niveles anormales de expresión de ARNm de mucina se asocian con la presentación y actividad de la EII, sugiriendo que podrían servir como biomarcadores para monitorizar la función de la barrera mucosa en pacientes con EII. Las mucinas también tienen efectos inmunológicos directos al unirse a células inmunitarias y juegan un papel crucial en la interacción con su microbiota intestinal al proporcionar nutrientes y sitios de adhesión.
Cómo estudian los científicos el microbioma
La investigación sobre el microbioma gastrointestinal estuvo limitada durante décadas debido a restricciones técnicas, pero las nuevas tecnologías de secuenciación han revelado recientemente la increíble complejidad y diversidad de su ecosistema intestinal.
Los investigadores utilizan dos tipos principales de muestras al estudiar el microbioma:
- Muestras de heces: Examinan el contenido luminal
- Muestras de biopsia: Evalúan los microbios asociados a la mucosa
Existen diferencias importantes en la composición microbiana entre muestras fecales y mucosas. La mayoría de las bacterias están firmemente adheridas a la capa de moco, y el muestreo de biopsias mucosas en pacientes con EII puede mostrar resultados diferentes según si el tejido está inflamado o no inflamado.
Los métodos tradicionales dependientes de cultivo, que implican cultivar microorganismos en el laboratorio, solo podían identificar una fracción de las poblaciones microbianas debido al sesgo hacia bacterias que proliferan en condiciones de laboratorio. El desarrollo de técnicas de diagnóstico molecular, principalmente tecnologías de secuenciación de nueva generación (NGS por sus siglas en inglés), representa un avance en la comprensión del microbioma intestinal humano.
Los científicos ahora utilizan múltiples enfoques "ómicos":
- Metagenómica: Identifica la composición y diversidad bacteriana usando técnicas como amplificación del gen ARNr 16S o secuenciación shotgun
- Metatranscriptómica: Se centra en la expresión génica analizando secuencias de ARN
- Metaproteómica: Estudia el conjunto completo de proteínas expresadas en un momento dado
- Metabolómica: Explora el metaboloma que consiste en metabolitos derivados tanto del huésped como de microorganismos
Al combinar datos metagenómicos y metaproteómicos, los investigadores pueden caracterizar proteínas y vías de señalización para comprender mejor la función del microbioma en la salud y la enfermedad.
Disbiosis intestinal en pacientes con EII
En individuos sanos, el microbioma intestinal mantiene una relación mutuamente beneficiosa con el colon. Esta relación es clave para mantener la salud al metabolizar componentes dietéticos, producir componentes esenciales como la vitamina K y AGCC, y ayudar en el desarrollo y función del sistema inmunitario.
La incidencia de EII está aumentando en países recientemente industrializados, lo que los investigadores creen que está asociado con estilos de vida occidentales, urbanización e industrialización. La "hipótesis de la higiene" sugiere que la reducción de la exposición a microorganismos en naciones industrializadas limita el desarrollo del sistema inmunitario, conduciendo a una mayor incidencia de condiciones autoinmunes y alérgicas.
En poblaciones sanas, existe un equilibrio de especies bacterianas en el intestino, con más del 90% de las bacterias saludables pertenecientes a cuatro filos principales: Bacteroidetes, Firmicutes, Actinobacteria y Proteobacteria. Sin embargo, existe una diferencia significativa en la diversidad microbiana interindividual (diversidad beta) dentro de estos grupos principales.
La pérdida de este equilibrio conduce a la disbiosis intestinal, que los investigadores consideran uno de los desencadenantes de la respuesta inmunitaria inapropiada en el desarrollo de la EII. Los estudios muestran diferencias claras en la abundancia de bacterias intestinales en pacientes con EII en comparación con controles sanos.
La disbiosis intestinal en la EII se caracteriza por:
- Aumento de bacterias asociadas a la mucosa
- Reducción de la biodiversidad general
- Disminución de bacterias beneficiosas (especialmente el filo Firmicutes, incluyendo Faecalibacterium prausnitzii)
- Aumento de bacterias potencialmente dañinas (familia Enterobacteriaceae, incluyendo Escherichia coli)
- Cambios en especies de Bacteroides, particularmente en pacientes con enfermedad de Crohn
Aunque la mayoría de las investigaciones se han centrado en bacterias, estudios recientes sugieren que otros microorganismos también juegan roles en la patogénesis de la EII. Los estudios sobre poblaciones fúngicas muestran resultados controvertidos, con una hipótesis que sugiere que la inflamación intestinal compromete la barrera mucosa, permitiendo que hongos oportunistas proliferen e interfieran con el sistema inmunitario del huésped.
En comparación con individuos sanos, los pacientes con EII muestran una proporción aumentada de Candida albicans. Sin embargo, algunos datos no muestran ningún papel patogénico de los hongos. Estos cambios en la abundancia afectan no solo al microbioma fecal sino también a la mucosa inflamada.
La disbiosis intestinal también afecta las composiciones virales. Un estudio reciente exploró el viroma de la mucosa ileal en adultos sanos y pacientes con enfermedad de Crohn, encontrando una disminución sustancial en la riqueza de bacteriófagos mientras que la riqueza de virus eucariotas aumentó, sugiriendo que estos tipos de virus pueden tener roles diferentes en la patogénesis de la enfermedad.
Las vías metabólicas del microbioma intestinal también se alteran en la EII. Los investigadores creen que la disminución de AGCC, particularmente la disminución de bacterias productoras de butirato y la concentración de butirato, puede estar involucrada en el desarrollo y mantenimiento de la inflamación intestinal crónica en la EII.
Estudios metabolómicos han revelado alteraciones en el metabolismo de ácidos biliares en pacientes con EII, con aumentos en ácidos biliares primarios y reducciones en ácidos biliares secundarios. Respecto al metabolismo del triptófano, hay una producción disminuida de ligandos del receptor de hidrocarburos de arilo (AhR) en la microbiota de pacientes con EII, y la expresión de AhR en el tejido intestinal puede estar disminuida.
Es difícil determinar si los cambios en el microbioma causan inflamación o son resultado de ella. Sin embargo, se han observado diferencias en la composición de la microbiota intestinal en miembros de la familia, e incluso entre gemelos, sugiriendo que la disbiosis intestinal en la EII está más asociada con el estado de la enfermedad que con factores genéticos o ambientales. La inflamación crónica puede empeorar la disbiosis a través de la alteración metabólica y oxidativa del entorno intestinal.
También existen cambios intraindividuales en la microbiota que indican actividad de la enfermedad. Las alteraciones en la composición del microbioma fecal son más marcadas durante la enfermedad activa, particularmente en la enfermedad de Crohn.
El microbioma como indicador de enfermedad
El término "biomarcador" se refiere a características medibles que indican procesos biológicos normales, procesos patológicos o respuestas a la intervención terapéutica. El microbioma intestinal muestra potencial como biomarcador para la EII debido a su participación en la patogénesis de la enfermedad y los cambios medibles que ocurren en pacientes con EII.
La investigación sugiere que patrones o firmas microbianas específicas podrían ayudar con:
- Diagnóstico de la enfermedad inflamatoria intestinal (EII) y diferenciación entre enfermedad de Crohn y colitis ulcerosa
- Predicción de la evolución de la enfermedad y sus complicaciones
- Seguimiento de la respuesta al tratamiento
- Identificación de pacientes con riesgo de brotes
La composición del microbioma asociado a la mucosa parece especialmente relevante como biomarcador, ya que interactúa más directamente con el sistema inmunitario del huésped en el lugar de la inflamación. Sin embargo, la estandarización de los métodos de muestreo y los enfoques analíticos sigue siendo un desafío para implementar biomarcadores basados en el microbioma en la práctica clínica.
Tratamientos Dirigidos al Microbioma
Los investigadores han desarrollado varios enfoques terapéuticos innovadores que se dirigen a diferentes componentes del microbioma intestinal para modular la respuesta inmunitaria aberrante en pacientes con EII. Estos incluyen:
Probióticos: Microorganismos vivos que, administrados en cantidades adecuadas, confieren beneficios para la salud. Cepas específicas pueden ayudar a restaurar el equilibrio microbiano, aunque los resultados en ensayos clínicos han sido variables.
Prebióticos: Ingredientes alimentarios no digeribles que estimulan selectivamente el crecimiento y/o la actividad de microorganismos beneficiosos en el colon. Suelen incluir tipos específicos de fibra que alimentan a las bacterias intestinales saludables.
Simbióticos: Combinaciones de probióticos y prebióticos diseñadas para actuar sinérgicamente y mejorar la supervivencia e implantación microbiana.
Trasplante de Microbiota Fecal (TMF): Transferencia de heces procesadas de un donante sano a un receptor con el objetivo de restaurar una comunidad microbiana saludable. Aunque ha demostrado éxito en la infección recurrente por C. difficile, los resultados en EII han sido más variables.
Intervenciones Dietéticas: Dietas específicas diseñadas para modular el microbioma, como la nutrición enteral exclusiva en la enfermedad de Crohn o dietas personalizadas basadas en perfiles microbianos individuales.
Terapia con Fagos: Uso de bacteriófagos (virus que infectan bacterias específicas) para dirigirse y reducir especies bacterianas problemáticas, preservando los microbios beneficiosos.
Terapias con Metabolitos Microbianos: Administración directa de metabolitos microbianos beneficiosos como el butirato u otros ácidos grasos de cadena corta (AGCC).
Estos enfoques innovadores muestran promesa para el futuro del tratamiento de la EII, pero las preocupaciones de seguridad siguen siendo una limitación importante, ya que sus efectos a largo plazo en humanos aún no se comprenden completamente.
Limitaciones y Desafíos del Estudio
Aunque la investigación sobre el microbioma ha avanzado significativamente, persisten varias limitaciones importantes:
Causalidad vs. Correlación: Es difícil determinar si los cambios en el microbioma causan inflamación o son resultado de ella. La relación parece bidireccional, ya que la inflamación altera el entorno microbiano y los cambios microbianos influyen en la inflamación.
Variabilidad Técnica: Diferentes métodos de muestreo (fecal vs. mucosal), técnicas de secuenciación y enfoques bioinformáticos pueden producir resultados variables, dificultando las comparaciones entre estudios.
Variabilidad Individual: El microbioma saludable muestra una variación interindividual significativa, lo que dificulta establecer estándares universales sobre lo que constituye un microbioma "saludable".
Efectos de la Medicación: Muchos fármacos para la EII, incluidos antibióticos, inmunosupresores y biológicos, pueden alterar el microbioma, complicando la interpretación de los resultados del estudio.
Comprensión Limitada de los Componentes no Bacterianos: La mayoría de las investigaciones se han centrado en bacterias, mientras que virus, hongos y otros componentes siguen siendo menos comprendidos a pesar de su potencial importancia.
Datos Longitudinales: La mayoría de los estudios proporcionan visiones puntuales en lugar de un seguimiento a largo plazo de cómo cambia el microbioma en relación con la actividad de la enfermedad y el tratamiento.
A pesar de estos desafíos, la investigación en curso continúa aclarando las complejas relaciones entre el microbioma intestinal y la EII, ofreciendo esperanza para nuevos enfoques diagnósticos y terapéuticos.
Recomendaciones para Pacientes
Según la comprensión actual del papel del microbioma en la EII, los pacientes pueden considerar lo siguiente:
- Consulte con su gastroenterólogo sobre tratamientos centrados en el microbioma, incluidos los posibles beneficios y limitaciones de probióticos, prebióticos o enfoques dietéticos
- Enfóquese en la diversidad dietética con una variedad de alimentos ricos en fibra para apoyar un microbioma diverso, a menos que existan restricciones dietéticas específicas médicamente necesarias
- Considere alimentos fermentados como yogur, kéfir y chucrut, que contienen naturalmente microorganismos beneficiosos
- Sea cauteloso con los antibióticos—úselos solo cuando sea necesario, ya que pueden alterar significativamente su microbioma
- Gestionar el estrés mediante técnicas como meditación, ejercicio o asesoramiento, ya que el estrés puede afectar la salud intestinal y la composición del microbioma
- Participe en ensayos clínicos si están disponibles, para ayudar a avanzar en nuestra comprensión de las terapias dirigidas al microbioma para la EII
- Mantenga una comunicación abierta con su equipo de atención médica sobre cualquier enfoque complementario que esté considerando junto con los tratamientos convencionales
Recuerde que, aunque la investigación sobre el microbioma es prometedora, muchas aplicaciones aún están en desarrollo. Consulte siempre con su proveedor de atención médica antes de realizar cambios significativos en su enfoque de tratamiento o estilo de vida.
Información de la Fuente
Título del Artículo Original: El Microbioma en la Enfermedad Inflamatoria Intestinal
Autores: Aranzazu Jauregui-Amezaga y Annemieke Smet
Afiliación: Hospital Universitario de Amberes y Universidad de Amberes, Bélgica
Publicación: Journal of Clinical Medicine 2024, 13(16), 4622
Este artículo adaptado para pacientes se basa en investigación revisada por pares y mantiene la integridad científica de la publicación original mientras hace el contenido accesible para pacientes formados.