CIENCIA. Las bacterias intestinales descomponen el colesterol, lo que apunta a tratamientos con probióticos

Las bacterias intestinales descomponen el colesterol, lo que apunta a tratamientos con probióticos

 

El colesterol (amarillo, ilustración del artista) puede obstruir las arterias y provocar potencialmente un ataque cardíaco o un derrame cerebral. Fuente: Sebastian Kaulitzki/Biblioteca de fotografías científicas

Las especies del microbioma humano tienen enzimas que pueden metabolizar un lípido potencialmente peligroso.

04 abril 2024.- Los científicos han identificado bacterias intestinales humanas que tienen una herramienta útil: una enzima que puede convertir el colesterol que obstruye las arterias en una forma más inofensiva que el cuerpo no absorbe. El hallazgo apunta hacia posibles tratamientos para los niveles altos de colesterol.

Aunque las especies bacterianas recientemente descritas pueden metabolizar el colesterol en el laboratorio, aún no se ha confirmado en modelos animales o ensayos clínicos si pueden causar cambios en los niveles de colesterol en sangre de sus huéspedes.

Los métodos del estudio, publicado el 2 de abril en Cell 1 , abordan desafíos espinosos en la investigación del microbioma humano . 

Enlace perdido

Se ha establecido que el microbioma intestinal humano afecta los niveles de colesterol e investigaciones anteriores han señalado que las enzimas microbianas podrían estar involucradas. 

Un estudio de 2020 2 identificó una enzima bacteriana llamada ismA que puede convertir el colesterol en coprostanol, un lípido que el cuerpo excreta en lugar de absorberlo. 

Las personas cuyas bacterias intestinales produjeron esta enzima tenían niveles de colesterol en sangre más bajos que aquellos que no la produjeron. Este estudio fue publicado por el mismo grupo de investigación, dirigido por el gastroenterólogo y microbiólogo Ramnik Xavier del Hospital General de Massachusetts en Boston, responsable del nuevo hallazgo. Hasta ahora no estaba claro qué bacterias producían enzimas que metabolizan el colesterol.

Para el estudio actual, los investigadores analizaron genomas microbianos en muestras de heces de 1.429 participantes en un estudio a largo plazo sobre factores de riesgo de enfermedad cardiovascular. El equipo encontró muchas especies de bacterias intestinales, incluidas las del género Oscillibacter, que se correlacionaban con niveles más bajos de colesterol. Los investigadores confirmaron sus resultados en participantes de dos estudios independientes.

Materia oscura del intestino

A continuación, el equipo buscó en dos especies de Oscillibacter y otra especie bacteriana genes similares a los que se sabe que afectan el metabolismo del colesterol. Para ello, los científicos utilizaron un algoritmo de aprendizaje profundo al que denominan "modelo de lenguaje proteico". El modelo evalúa no sólo las características de un gen en sí, sino también predicciones de cómo la proteína codificada por el gen se plegará en una estructura 3D . La información adicional hace que el algoritmo sea más sensible que aquellos que se basan únicamente en información sobre el gen.

Descubrieron que las tres especies tienen genes que codifican proteínas estructuralmente similares a ismA y otras enzimas implicadas en el metabolismo del colesterol.

Esta técnica es "innovadora y significativa", porque proporciona un método para llegar a la "materia oscura" del microbioma : el gran número de genes bacterianos que no son lo suficientemente similares a ningún gen conocido como para dar pistas sobre su función.

Los autores también demostraron en experimentos de laboratorio que estas tres especies pueden metabolizar el colesterol. Xavier sospecha, a partir de sus datos, que quedan “muchas más” especies de Oscillibacter por descubrir que las 25 identificadas en el estudio.

Barreras de tratamiento

Si las especies bacterianas o las enzimas pudieran llegar al lugar correcto del intestino, podría ser posible reducir la dosis necesaria de medicamentos como las estatinas para reducir o controlar los niveles de colesterol.

Pero existen obstáculos al desarrollo de dicho tratamiento. La administración de bacterias beneficiosas ha funcionado muy bien en el tratamiento de infecciones por el patógeno común Clostridium difficile , pero la toxina de C. difficile mata muchas bacterias, creando espacio para bacterias beneficiosas. Las personas que reciben tratamiento para el colesterol alto aún tendrían su comunidad de microbioma intestinal habitual, afirma, lo que podría eliminar las bacterias beneficiosas.

Todavía queda un largo camino por recorrer, pero tal vez en pacientes en riesgo sea posible reducir ese riesgo en una etapa mucho más temprana.

Referencias

1. 1. Li, C. et al. Cell https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.03.014 (2024). Artículo 

2. 2. Kenny, D. J. et al. Cell Host Microbe 28, 245–257 (2020). Artículo