Microbiota y Salud

hola a todos mi nombre es laura betancor yo soy docente del departamento de bacteriología y biología de la de medicina [Música] está ubicado en el instituto de higiene y como parte del curso de introducción a la biología celular y molecular estamos compartiendo con ustedes esta pequeña clase amor mi teórico en relación al tema microbiota humana y cómo se relaciona está con la salud bien entonces para empezar vamos a analizar qué es la microbiota y cuando hablamos de microbiota nos referimos al conjunto de microorganismos que viven que conviven en un determinado nicho ecológico en un determinado ambiente es así que podemos hablar de la microbiota humana por ejemplo como el conjunto de microorganismos la comunidad o comunidades de microorganismos que residen en los diferentes lugares del cuerpo o podemos ser un poquito más específicos y referirnos por ejemplo a la microbiota intestinal y ahí estamos hablando de todos los organismos que viven que conviven y que forman una comunidad en el intestino del ser humano o la microbiota de tracto respiratorio de la piel y así de diferentes sitios anatómicos en esta diapositiva ustedes pueden ver a la derecha un esquema que muestra un esquema del cuerpo humano que muestra todos los diferentes sitios del del cuerpo en el que podemos encontrar estas comunidades de microorganismos que denominamos microbiota y la composición de los organismos que nos habitan en los diferentes sitios anatómicos diferentes según el sitio en que se trate en la parte de abajo del esquema ustedes pueden ver cada uno de los colores a qué grupo de microorganismos corresponde y verán que hay sitios del cuerpo que tienen una variedad muy grande de microorganismos como puede ser por ejemplo algunas zonas de pieles o si pensamos en el interior de nuestro cuerpo el intestino y otras otras lugares del cuerpo en el que aparece en una variedad menor de microorganismos pero si los consideramos en conjunto es una gran diversidad que podemos encontrar de grupos de microorganismos especialmente de bacterias que conforman nuestra microbiana entonces por ejemplo veamos el caso de la piel con el esquema que está representado aquí a la derecha aquí en este esquema podemos ver representadas aquí como barritas celestes todos los que habitan en la superficie de la piel y que corresponden al grupo de las bacterias también en rojito a quien como óvalos rojos están representados hongos que son seres eucariotas que también nos habitan y aquí con unos puntitos oscuros están representados virus que también nos habitan y por aquí por ejemplo en el interior de los folículos pilosos tan representados estos otros seres vivos que son eucariotas un poquito más grandes que las bacterias que los hongos que son el grupo de los ácaros es decir que hay una gran variedad de microorganismos conforman nuestra microbiota aquí sobre la izquierda de la imagen ustedes pueden ver una representación de cómo es que dos como es que se considera hoy que nos organizamos todos los seres vivos en grandes grupos taxonómicos y es hacer que hoy por hoy se define en que todos los seres no distribuimos en tres grandes grupos taxonómicos que se denominan dominios son los tres dominios de la vida este estará representado en rojo corresponde a todos los organismos eucariotas nos encontramos seres humanos estamos aquí junto con los demás animales representados los hongos las plantas las algas los usuarios y otros seres vivos eucariotas todos aquí en rojo y aquí está otra gran rama del árbol el dominio más grande y más variado de todos es el que corresponde a las bacterias en un niño denominado bacteria sí que es mucho más variado como ustedes pueden ver que los eucariotas quiere decir que por ejemplo acá en el grupo de los inputs y en grupo de las hay muchas más diferencias biológicas que las que existen por ejemplo dentro de los animales entre nosotros y en el ser humano y una cucaracha o una hormiga entonces para que nos hagamos una idea de la enorme diversidad de microorganismos que forman parte del dominio bacterias y de todos estos grandes grupos de microorganismos existen representantes en algún sitio de nuestra microbiota humana sobre todo en el destino que es donde hay más variedad entonces en términos generales recordar que la moneta humana incluye microorganismos de los tres grandes dominios también de este pequeño menos diverso que es el dominio de las áreas bien entonces aquí también tenemos representado en esta muchacha microbiota los diferentes sitios anatómicos del cuerpo en el que podemos encontrar una gran variedad de microorganismos fundamentalmente bacterias que por ejemplo corresponden aquí en el en la boca y el tracto respiratorio estos son los géneros anteriores que habitan con mayor frecuencia en tracto respiratorio en el tracto genital lo mismo algunos géneros bacterianos en la piel especies los géneros bacterianos muy bien estos son digamos los los los axones de hembra organismo que se conocen hace más tiempo que nos habitan porque son todos microorganismos que cuando uno cultiva muestra que contienen microbiota los podemos aislar los podemos multiplicar en el laboratorio y los podemos estudiar y es así que muchos de estos organismos nos podemos por ejemplo observar al microscopio aquí están representados como se observa cómo se ven al microscopio luego de tinción con gran esta especie streptococcus mutans que entra habita en la boca o staphylococcus epidermidis que es una de las especies bacterianas más abundantes en la piel ojo bueno bacteroides omitido bacteria investiga y también uno puede a partir de esas muestras que contienen microbiota realizar por ejemplo frotis como por ejemplo si podemos con frontis a partir de una sola vaginal la joven como lo que se muestra aquí se pueden observar células epiteliales vanas que están interaccionando con diferentes tipos de bacterias fundamentalmente lo que se muestra que son bacterias de ingenieros lactobacilos que es un integrante principal de la flora vaginal de las mujeres jóvenes y también por ejemplo más complejas podemos hacer un rodeo por ejemplo de la materia fecal urbana y ahí vamos a observar células humanas estos celulares y también una gran variedad de células bacterianas representadas por ejemplo aquí en barritas violetas o otras formas más redondeadas otra forma que se observan han pasado porque serían diferente con atención de bien además de ba2 al microscopio podemos cultivar muestras de diferentes y anatómicos humanos que contienen microbiota ahí lo que estamos mostrando en estas imágenes es el cultivo a partir de los de los de dos semanas de dos estudiantes de la de primer año en la carrera de medicina realizado hace algunos años y este en las que los estudiantes depositaban sus dedos sobre placas de petri como estas conteniendo el cultivo como este y se puede observar la gran variedad de bacterias que allí estaban presentes que de aquellas que podrían multiplicarse es el cultivo dan lugar a colonias como ésta por ejemplo esta colonia originada a partir de una única bacteria que estaba en el dedo y bueno para que me crean que son los dedos por ejemplo aquí se ve una ampliación donde se observa realmente una huella de la actividad estudiante o el medio de cultivo con uno de sus dedos y esta esa huella completamente construida de diferentes colonias arteriales y ahí uno puede ver por ejemplo por ejemplo aquí en esta imagen se observan diferentes morfología de colonias diferentes colores diferentes tamaños cada uno de esas colonias fue originado a partir de una bacteria diferente y muchas de ellas eran evidentemente bacterias de diferentes tipos de diferentes familias de diferentes géneros con diferentes especies bacterianas bien cuál es el problema con esto es que en realidad es una muy pequeña parte del total de microorganismos que forman parte de nuestra microbiota que nosotros podemos recuperar mediante cultivos por más que utilicemos muchos medios de cultivo diferentes y muchas condiciones diferentes para cultivarlas en el laboratorio por ejemplo diferentes temperaturas diferentes ph diferentes disponibilidades de oxígeno aún así se creó hoy que es una parte muy pequeña la que podemos llegar a cultivar en el laboratorio entonces cómo hacemos para estudiarlas y cultivar y aquí viene unos conceptos que sería importante que ustedes intentarán retener que corresponde por ejemplo con el concepto de microbioma y con el concepto de meta genoma cuando hablamos de microbiota como dijimos perfecto nos referimos a la comunidad de microorganismos que conviven en determinado ambiente y que consumir como comunidad que son interactúan entre ellos y también interactúan con el ambiente en el caso de que esta microbios estemos hablando de la microbiota humana o de la microbiota intestinal humana por ejemplo tenemos considerar que son microorganismos para estar interactuando entre ellos e interactuando con nuestros tejidos y con nuestras células y con nuestros abuelitos y con nuestros procesos celulares de diferentes paneles ahora bien ustedes cuando lean de este tema van a encontrar que muchas veces puede hablarse de microbiota se habla del microbioma a qué nos referimos cuando hablamos del microbioma nos referimos no solo al conjunto de microorganismos revilla en determinado ambiente sino también a toda la información genética que soporta a todos los genes y también a todos los metabolitos que los sintetizan y a todos las por ejemplo las proteínas que producen y secretan el ambiente que van a poder interactuar con el ambiente que ya viven y en el caso de la incrementa humana van a poder interactuar con nuestros tejidos y con nuestras células y cuando hablamos de metas genomas nos referimos al conjunto de la información genética que está presente en una muestra compleja de seres vivos como puede ser una muestra tomada de cualquiera de los sitios anatómicos que contienen gran cantidad de microorganismos de nuestra microbiota por ejemplo la materia fecal humana bien entonces este concepto porque es importante el concepto del microbioma de todo el metagenoma porque nos va a permitir a nosotros estudiar cuál es la composición de las bacterias y de los demás organismos que son de los otros cantones que no son bacterias que componen nuestra microbiota ya que no cultivada en el laboratorio podemos analizar mediante y todo lo que se denomina beta genómicas analizar cuál es la información genética que está contenida de las muestras y compararla con todo lo que se sabe actualmente y está disponible en bases de datos públicas sobre los diferentes seres vivos y cuál es la información genética que ellos tienen para poder dilucidar a partir de esa información genética cuál es la composición de seres vivos en esa microbiota y en ese microbioma bien es así que aquí está representado los dos grandes formas que hay de hacer estudios meta genómicos por un lado cuando nos interesa saber qué organismos están presentes o por otro lado cuando nos interesa saber más allá de cuáles son los organismos que están presentes y tratar de indagar un poquito más profundo de cuáles son las funciones que cumplen cada uno de ellos en esta comunidad entonces en términos muy generales uno a partir de la muestra por ejemplo matriz apical humana extraer todos los ácidos nucleicos que están allí presentes y caracteriza por ejemplo cuál es la composición de las secuencias que codifican para los rehenes ríos o males 16s si es que uno quiere enterarse de cuál es la composición de bacterias de esa microbiota obtiene entonces las secuencias genéticas de sus harenes ribosoma les 6s y las compara contra las bases de datos y se entera entonces a qué grupos taxonómicos corresponden cada una de esas secuencias que estaban presentes y así saca en cuenta cuál era la composición de esa microbiota dentro del dominio arterial también existen metodologías algo más modernas que permiten secuenciar no solamente no solamente las secuencias que corresponden a los enérgicos o males sino todas las secuencias genómicas todas las secuencias genéticas que están disponibles en esa muestra entonces en secuencia la totalidad del adn que está allí en la muestra y también se compara contra las bases de datos y si saca en cuenta no sólo cuáles son que la componen ahí ya podemos enteramos no solo de las bacterias sino también de los virus que están presentes y de los eucariotas presentes y de las arqueas están allí presentes sino además también podemos sacar en cuenta cuáles son los genes están presentes y para qué para qué fenotipos pueden estar codificada sus genes podemos sacar en cuenta también por ejemplo que metabolitos se están produciendo en ese ambiente en ese en ese sitio anatómico particular a partir de microorganismos que forman parte de nuestra microbiota cuando hablamos de metagenómica nos referimos a este tipo de metodologías bien es así buscando técnicas mientras genómicas que se ha avanzado mucho en el estudio en el conocimiento de cuáles son los integrantes en la microbiota humana y qué importancia puede tener esto para la salud humana en este ejemplo se muestran diferentes géneros bacterianos en el eje de las x aquí y se observa la distribución para cada uno de ellos de diferentes grupos de microorganismos en un conjunto de seres humanos que fueron estudiados en este en este trabajo aquí se ve que hay una diversidad muy muy grande de a nivel de géneros y en este esquema superior se observa la misma diversidad pero a nivel de film a nivel de decir un que es una categoría taxonómica mucho más grande cada uno estos films abarca varios de estos géneros bacterianos que están aquí presentes esta diversidad tan grande es muy muy importante es esencial para mantener el estado de salud en los seres humanos porque cada uno de estos grupos de bacterias producen metabolitos diferentes poseen información genética diferente y contribuyen interactuando con el ser humano desde diferentes lugares y cumpliendo diferentes funciones que son esenciales para el metro salud entonces como dijimos la microbiota interactúa y la diversidad de bacterias que componen la microbiota es esencial en el sistema se puede observar acá representados los microorganismos las bacterias con diferentes formas y diferentes colores diferentes axones de bacterias que contienen una serie de genes particulares y producen sintetizan secretan de proteínas específicas y también un conjunto de metabolitos diferentes y estas proteínas y estos metabolitos que son producidos por las arterias van a interactuar con nuestros tejidos por ejemplo con el epitelio intestinal que está aquí representado y muchos de estos metabolitos no sólo van a interactuar desde la luz de final sino que van a ser trasladados a través del epitelio y aún hacia hasta la submucosa interactuando con diferentes células nuestras y transmitiendo distintas señales moleculares a nuestras células que son muy importantes para mantener nuestro estado de salud a veces podrá haber algunos grupos de microorganismos especiales como estos también presentados aquí que pueden producir algunos algunas proteínas y algunos metabolitos que podrán llegar a inducir señales que puedan ser perjudiciales para nuestra salud en algún caso en caso de que estos microorganismos estén demasiado sobrerrepresentados nuestras vidas y después hay una gran variedad de microorganismos que producen señales que son beneficiosos para nuestra salud bien cuáles son estas funciones de la final de lo que más se conoce son tres cumplen tres grandes grupos de funciones de forma muy esquemática podemos considerar que lo mismo de la microbiota cumple funciones protectoras funciones metabólicas y funciones estructurales por ejemplo las funciones pero tus cosas son de las conocidas hace más tiempo y incluyen por ejemplo la resistencia oponer resistencia a que nuestros hijos sean colonizados por otros microorganismos por otras bacterias que pueden tener un potencial patógeno que eventualmente podrían llegar a causarnos enfermedad si nosotros no estuviéramos colonizados con nuestra microbiota normal seríamos mucho más propensos a surgir infecciones por distintos microorganismos patógenos y esta resistencia como se da bueno por diferentes mecanismos por competencias por clientes por competencias por el fácil pero también porque muchos de los microorganismos son parte de la microbiota sintetiza producen sustancias antimicrobianas de distintos tipos incluso antibióticos mantienen a raya digamos la el sobre y crecimiento de especies que pueden ser potencialmente para mujeres también las tienes protectoras de la microbiota incluyen distintos factores que son activadores de nuestro sistema inmune tanto de la etnia y plata como de la inmunidad adaptativa y también inmunoreguladores estimulando a que el sistema inmune esté activo tiene que estarlo y esté regulado en menos digamos en los aquellos sitios anatómicos en donde un estímulo inmunológico muy importante podría sernos perjudicial para nuestra salud en cuanto a las funciones metabólicas son muchas y muy variadas por ejemplo -delanteros sintetiza los compuestos que nosotros lo podemos sintetizar como por ejemplo vitaminas algunos ácidos algunos ácidos grasos particularmente ha sido la cadena de cadenas cortas este y también son capaces muchos integrantes nuestra microbiota de degradar sustratos y diversos que nuestro organismo no es capaz de día ahora y por otro lado esta capacidad de degradar los sustratos y de sintetizar algunos compuestos que nosotros los podemos sintetizar lo que si usamos en cantidad insuficiente para mantener nuestra salud terminan redundando en la producción de fuentes de energía más diversas para nuestro organismo por último pero no menos importante sino muy importante muchos microorganismos de la micro eta empleó soluciones estructurales qué tienen que ver con la estimulación del desarrollo de las estructuras de los tejidos órganos humanos y de las funciones de nuestros sistemas por ejemplo dónde las acciones más conocidas es la estimulación adecuada de el desarrollo esquema neurológico también el desarrollo adecuado de los exterior de la vascularización de muchos otros tejidos y también cumplen un rol fundamental en que el músculo que recubre todas las superficies mucosas de nuestro cuerpo tenga la estructura adecuada para que pueda funcionar de forma adecuada valga la redundancia y así nuestra salud pueda mantenerse funcionando correctamente como que se han estudiado estas funciones bueno uno de los primeros aproximaciones que se han utilizado para estudiar la funcionalidad de la inscribió está ha sido en modelos animales ratones utilizando unos hábitos que desde que nacen se los mantiene en cámaras que están enfocadas aquí que están totalmente aisladas de la piel entonces estos ratoncitos nunca adquieren microbiota con los feos pobres ellos tienen grandes problemas para poder desarrollarse para poder empezar a producir los pelos y si uno mira estos ratoncitos en su interior por ejemplo aquí lo que se está mostrando en esta imagen es un ratón normal el ratón que sí tiene microbiota y a nivel del intestino se observa un desarrollo adecuado a orden estas estructuras que son muy importantes para la funcionalidad del sistema en nombre de las cosas que todos tenemos sino también placaje peña y ver aquí estos son los ratoncitos que se mantuvieron libres microbiota estos avanza pri las placas de bella tiene una mucho más fluida y estos ratoncitos tienen problemas inmunológicos importantes miembros son capaces de defenderse contra los patógenos como los ratones como marcianos por otro lado en el mismo modelo de ratones libres de microbiota si miramos el desarrollo de las estructuras intestinales que corresponden a las micro muchas la de sin destinar estructuras muy importantes para el intercambio de nutrientes para nuestra nuestra nutrición correcto funcionalmente intestinal de la funcionalidad digestiva se observa aquí en los ratones normales como ésta sin curiosidades están preciosas sonrisas tienen una gran superficie intercambio y en los ratones que se mantuvieron libres de microbiota esto se altera total esto muestra uno de los ejemplos en los que nos queda claro la función estructural que tiene la intro biota para el desarrollo correcto y para la salud humana bien cuando es que se adquiere en el ser humano la micro meta se requiere fundamentalmente desde el momento del nacimiento y en las primeras etapas de una vida este hasta hace un tiempo se creía que bueno mientras a nivel fetal e el bebé estaba libre de microbiota hoy se sabe que existen bacterias aún es que aún en el en el líquido amniótico estas bacterias son importantes en estimular el desarrollo también embrionario pero las micro prestancia que quieren fundamentalmente al momento del nacimiento y esta adquisición va a variar mucho según la forma de nacimiento si su niño que nace con la vaginal la colonización va a ser más rápida en estas ag por el canal de parto van a llegar una gran cantidad de bacterias el cuerpo de ese niño que se van a instalar formando partes mientras que si el niño por ejemplo nace mediante una cesárea el establecimiento de estar micro que está basada diferente y posiblemente se hiciera en el tiempo y vas a estar valorizado en primeros días de vida por microorganismos distintos y procesar ya que uno que nace por parto vaginal también la conclusión de estas vidrio ya está en los primeros días de vida y en los primeros meses y años de vida se ve afectada por muchos factores no sólo por la forma de nacimiento sino también por el tipo de alimentación vas a diferentes sucesivo alimentación materna csis la alimentación de fórmula a cambiar también en función de las personas que conviven con ese niño y y por muchos otros factores ambientales y a lo largo de la vida va a estar afectada también por factores como por ejemplo las vacunas que reciba las intenciones que sufran si requirió de tratamientos antibióticos una cantidad de hábitos entre los que los alimentarios son muy importantes donde todos estos factores y también de factores genéticos propios de ese individuo se va a definir la composición de su microbiota y lo ideal es que se esa composición tenga un balance y un equilibrio muy importante que se relaciona con esa enorme diversidad de microorganismos que veíamos al comienzo de esta charla porque los diferentes grupos de microorganismos van a estar produciendo diferentes metabolitos que van a interactuar de manera adecuada con algunas veces cuando se da una combinación de factores no del todo deseable puede darse un desequilibrio y van a ver presentes más microorganismos de algunos grupos que de otros y en este caso esto va a afectar negativamente nuestra salud entonces este concepto de el equilibrio perfecto entre diferentes grupos de microorganismos que forman nuestra microbiota se conoce como el concepto de dioses gramos lo que la situación adecuada en la composición de la microbiota con equilibrio y la estasis adecuada se denomina lluvias mientras que cuando hay sobre la representación de algunos microorganismos sobre otros se conoce como disc-jockey las situaciones de vicios is en una gran cantidad de casos y ejemplos se asocian con diferentes patologías en el ser humano bueno como dijimos hay muchos factores que pueden inducir el audio si algunos de ellos puedan ser más permanentes en la vida un individuo y eso puede dar lugar a patologías crónicas y otras veces pueden ser vicios ys circunstanciales que pueden afectar nuestra salud en un momento concreto en nuestra vida pero que podamos resolverlos modificando y de alguna manera volviendo a prácticas saludables y modificamos nuestras vidas y como decíamos algunas de las cosas que podemos modificar por ejemplo las dietas los factores de estrés y también pensando desde el sistema de salud hay muchas prácticas médicas que pueden afectar también a corregir situaciones de videos algunas de las importantes el uso por ejemplo de antibióticos que muchas veces no son necesarios para tratar de salud los antibióticos son unos fármacos que saben que son útil para el tratamiento de algunas enfermedades infecciosas existen muchos tipos antibióticos diferentes algunos de los cuales afectan a más que otros así llegando al final sería importante considerar es que la microbiota humana ha evolucionado en conjunto con nosotros en conjunto con el ser humano en este trabajo el sistema que se muestra abajo tienen disponible y para leer en la bibliografía del curso se muestra una estimación realizada en la diversidad de la microbiota que está representada aquí en esta en esta línea roja de la gráfica desde desde el origen de la especie humana del origen de homo sapiens el día de hoy y se muestra aquí arriba los diferentes hitos históricos que se corresponden con grandes cambios en la composición de la microbiota se puede observar que por ejemplo aquí de 1775 mediados los 1900 la revolución industrial el advenimiento del agua potable de las primeras vacunas de los primeros procedimientos de asepsia afectan de algún modo la diversidad en la composición de la microbiota humana y más importante aún acá a partir de los años 80 algo así cuando empieza a haber una disponibilidad mucho más grande de fármacos antibióticos para el tratamiento de las enfermedades infecciosas que se corresponde con una disminución muy importante en la diversidad de la microbiota humana que sigue bajando hasta el día de hoy así que bueno en este gráfico no sé si podríamos pensar en evolución de la microbiota o quizá involución de las notas pero lo cierto es que hay muchas enfermedades que hoy se reconocen y que se cree que se pueden asociar de algún modo a esta pérdida de diversidad de la cultura en la especie humana y no solamente con el uso de antibióticos el estilo de las cosas que comen comentábamos hace un rato la tasa de nacimiento necesaria por ejemplo está representada aquí en esta curva que en la medida que aumenta se observa que hay ilusión también de la variedad de la microbiota y esta otra que está aquí esta gráfica representa el consumo de la frecuencia de consumo por parte de los hombres de alimentos ultra procesados y que también en la medida que esto aumenta se corresponde en una distinción de la diversidad calidad por último comentarles que existen muchos estudios que asocian estas situaciones de vicios ys con enfermedades diversas en el ser humano no siempre son relaciones causales y muchas veces queda la duda si el primero la vivió sí sí es por esa enfermedad o algunas enfermedades se asocian a la vivió sis pero lo cierto es que estas son las primeras digamos las 20 enfermedades que son analizadas por más de 100 estudios científicos diferentes con relación con las vírgenes y aquí podemos encontrar enfermedades tan diversas por ejemplo como el cáncer colorectal bueno la obesidad él seguramente irritable la periodontitis la fibrosis quística la enfermedad pulmonar obstructiva crónica el autismo bueno una gran variedad de enfermedades que afectan a la población humana en todo el mundo son muy prevalentes y que de algún modo se asocian con alteraciones en el equilibrio de la composición de las mujeres bueno estará todo lo que les queríamos contar de esta clase y como para hacer un pequeño insumen para recordar y reflexionar recordemos que la intro beta ha evolucionado con el hombre y que nuestro cuerpo contiene mayor cantidad de células bacterianas que de células humanas la concreta cumple múltiples funciones que son muy importantes para mantener los estado en salud funciones protectoras funciones metabólicas y funciones estructurales también esta diversidad entre los distintos componentes de la inquieta recordemos que resulta esencial porque los diferentes grupos microorganismos aportan factores diferentes para nuestra salud metabolitos genes señales moleculares y distintos tipos de factores también recordemos que sólo podemos cultivar una parte muy pequeña de toda la microbiota y que la composición de esta microbiota y sus funciones la podemos conocer mediante la utilización de métodos meta genómicos también es importante recordar que hay muchos factores que pueden causar vicios y si que esto se asocia a múltiples patologías y enfermedades en el ser humano así que bueno esto es todo recordemos la importancia de la microbiota y cuidemos la cuidemos también la diversidad biológica [Música]