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FP7

METAHIT — Resultado resumido

Project ID: 201052
Financiado con arreglo a: FP7-HEALTH
País: Francia

Entender a la perfección el tracto intestinal humano

Las enfermedades inflamatorias intestinales (EII) como la colitis ulcerosa (CU) y la enfermedad de Crohn (EC), así como la obesidad, plantean un reto cada vez mayor a los servicios de salud pública. Los socios del proyecto financiado por la Unión Europea «Metagenomics of the human intestinal tract» (METAHIT) han catalogado y evaluado genes microbianos presentes en el intestino humano con el objetivo de diferenciar entre estados de salud y de enfermedad en las personas.
Entender a la perfección el tracto intestinal humano
Los investigadores han creado un amplio catálogo de referencia para representar los genes microbianos en el intestino humano.Para ello secuenciaron quinientos cuarenta gigapares de bases de ADN microbiano y las compararon con ciento veinticuatro muestras de heces de personas tanto sanas como enfermas de EII u obesas.

A continuación catalogaron los genes y midieron la frecuencia y la expresión de los mismos para comprobar las variaciones en la microbiota intestinal humana. Un avance importante radicó en el descubrimiento de que los seres humanos tienen tres enterotipos diferentes caracterizados por la presencia de diferentes niveles de bacterias de los tipos Bacteroides, Prevotella y Ruminococcus. Los investigadores comprobaron que los enterotipos eran específicos de cada individuo y no estaban correlacionados con la edad, el sexo, la alimentación, la ubicación geografía o la herencia genética. En este contexto se creó una base de datos para almacenar y organizar la información generada dentro y fuera del proyecto.

Los socios de METAHIT desarrollaron herramientas para crear perfiles de abundancia de genes del metagenoma intestinal con los que se pueda distinguir entre personas sanas, personas enfermas y personas con alto riesgo de enfermedad. Por otra parte, los investigadores se centraron en el estudio de la función de los genes bacterianos y en la comprensión de las interacciones entre el hospedador y los microorganismos. La comparación bioinformática de los genes bacterianos presentes en los pacientes con CU, en los pacientes obesos y en las personas sanas y delgadas puso de manifiesto diferencias en la composición por especies bacterianas. Se necesitan más estudios que puedan confirmar y validar los resultados.

Los investigadores encontraron subredes de dependencia entre determinadas unidades metagenómicas (MGU) y especies metagenómicas (MGS) que podrían llevar a descifrar las asociaciones genéticas con la enfermedad utilizando una estrategia de agrupación por coabundancia.

En estudios anteriores ya se había demostrado que la tendencia a la obesidad podía atribuirse en parte a la herencia genética. El análisis metagenómico cuantitativo de 292 ciudadanos daneses mostró que la variación del genoma microbiano puede influir en la obesidad.

La distribución de los enterotipos varió mucho entre los individuos cuya microbiota intestinal presentaba un número reducido de genes («low gene count» o LGC) o un número elevado de genes («high gene count» o HGC). La mayoría de los casos de LGC tenían un enterotipo 1, dominado por bacterias del género Bacteroides, mientras que un mayor porcentaje de individuos HGC pertenecían al enterotipo 3 en el que predominan los Ruminococcus.

Para evaluar las diferencias entre las comunidades microbianas, los investigadores procedieron a mapear el genoma de referencia con datos de abundancia de genes a nivel de phylum, género y especie.Los individuos HGC presentaban una mayor distribución de especies antiinflamatorias tales como Faecalibacterium prausnitzii y Roseburia inulinivorans. Los individuos LGC presentaban niveles más altos de Bacteroides y de Rumnicoccus gnavus, bacterias proinflamatorias y asociadas a la EII.

Para distinguir entre especies de bacterias presentes en individuos LGC e individuos HGC, los investigadores se basaron en los valores de parámetros como la abundancia bacteriana decisiva (DBA), las características del receptor operador (ROC) y el área bajo la curva (AUC). Los miembros del consorcio descubrieron que los casos de LGC presentaban niveles más altos de grasa y un mayor riesgo de desarrollar prediabetes, diabetes de tipo 2 y enfermedades cardiovasculares isquémicas.

La exploración de cientos de individuos utilizando tecnología de PCR cuantitativa sensible para realizar análisis metagenómicos cuantitativos de la microbiota intestinal sirvió para estratificar los enterotipos y diferenciar entre las personas delgadas y las personas obesas o con otras patologías basándose en diferentes perfiles metabólicos de riesgo. Estos resultados pusieron de manifiesto el potencial que ofrecen el análisis y la estratificación de la microbiota para el desarrollo comercial de la medicina personalizada.

La difusión de los resultados del proyecto, que se realizó a través de publicaciones, sitios web, YouTube, Facebook, Twitter y conferencias, presentó una doble vertiente de divulgación pública del conocimiento y de búsqueda de inversores. El éxito de los mismos podría conducir al desarrollo comercial de nuevas tecnologías para el diagnóstico y la terapia de la EII, la obesidad y los trastornos metabólicos.

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