Microbioma y resistencia a los virus
Desde el brote del SARS-CoV-2, los científicos han estado en búsqueda de los procesos patofisiológicos y la etiología de este virus altamente contagioso. Uno de los aspectos que resulta interesante destacar en este contexto es el microbioma. Nuestro microbioma, en un sentido amplio, puede ayudar o contrarrestar la resistencia a los virus en general y posiblemente al SARS-CoV-2 en particular; dentro del área de investigación de los pre y probióticos, desde esta reciente pandemia, se hace hincapié en su aplicación en el COVID-19 [1]. Ahora más que nunca, un estilo de vida saludable resulta de vital importancia para que el microbioma se vea favorablemente influido y, con él, nuestra salud integral.
Proteobacterias y resistencia a los virus
Cada superficie humana que se encuentra expuesta al mundo exterior (las barreras de nuestro cuerpo) contiene un microbioma que consiste en innumerables bacterias, virus y hongos. Las proteobacterias forman parte de él. Las proteobacterias son bacterias gramnegativas que, en bajas concentraciones, tienen importantes funciones que son simbióticas con nuestra fisiología [2]. Las proteobacterias se dividen en diferentes clases. Las clases más conocidas son las nombradas con las letras del alfabeto griego (de alfa a épsilon). Estas clases tienen en común que la pared celular de este grupo bacteriano contiene lipopolisacáridos (LPS), una endotoxina que tiene un efecto inflamatorio en nuestra fisiología. Un ejemplo de proteobacteria es la bacteria E-coli: una bacteria aeróbica (que vive del oxígeno), que crea las condiciones para un ambiente anaeróbico (bajo en oxígeno), lo cual es importante para la supervivencia de otras bacterias como los lactobacilos [3].
El número de proteobacterias puede variar significativamente en tipo y número de una persona a otra y es sensible a los cambios en el exposoma. El exposoma es un término abarcativo para todo a lo que estamos expuestos en nuestro ambiente, desde las influencias saludables a las dañinas. Estas bacterias son altamente oportunistas. Normalmente, se las encuentra en números escasos a causa de nuestras condiciones de vida evolutivas, pero pueden aumentar considerablemente en número al exponerlas a una carga negativa en el exposoma, como la contaminación o la alimentación poco saludable. Cargas como el tabaquismo [4] , los pesticidas, el alcohol [5], el estrés crónico (adrenalina/cortisol) [6] y los carbohidratos acelulares [7] como el almidón y el azúcar tienen en común que aumentan el número de proteobacterias, y por lo tanto la carga de LPS en nuestro cuerpo.
El estrés crónico y el aumento de proteobacterias han sido asociados a un cambio en la actividad de nuestro sistema inmunitario. Por diversas vías, cargamos a nuestras barreras humorales, un sistema antiinflamatorio que se enfoca principalmente en las bacterias, lo que inhibe las barreras celulares, un sistema inflamatorio que apunta principalmente a los virus. Esto es desfavorable para nuestra defensa contra la infección por virus[8].
El bacterioma y los virus y su relación con el interferón
Mientras tanto, cada vez está más claro que una bacteria sana, que junto con el viroide y el micobioma forma parte de nuestro microbioma, nos ofrece resistencia contra las infecciones virales. Las familias víricas como Reoviridae (entre otros, el rotavirus), Piconavirdae (entre otros, el virus de la poliomielitis) y Calaciviridae (entre otros, el norovirus) [9] tienen menos posibilidades de infiltración cuando nuestro bacterioma es versátil y abundante. Esto se debe en parte a la producción de interferón tipo 1, una citoquina que es vital para la respuesta inmune contra los virus [10], por parte de un microbiotopo sano. Las concentraciones de interferón-1 son más altas cuando el intestino se encuentra ricamente colonizado por una variedad de bacterias comensales.
El microbioma pulmonar y complicaciones de infecciones virales
El microbioma pulmonar recibe cada vez más atención gracias a nuevas técnicas que pueden mapearlo con cada vez más precisión. Una disbiosis en el microbioma pulmonar puede desencadenar la liberación de más citocinas proinflamatorias y, en consecuencia, la creación de un ambiente inflamatorio en los pulmones. La contaminación del aire (partículas) y el tabaquismo aumentan, entre otras cosas, la presencia de Neisseria, una cepa proteobacteriana gramnegativa que contiene LPS, y por lo tanto la cantidad de interleucina-6 pro-inflamatoria [11]. Esto se ha observado tanto en animales [12] como en estudios en humanos [13]. En caso de infección por el virus de la gripe, el riesgo de complicaciones en las vías respiratorias aumenta cuando se altera el microbioma pulmonar en comparación con los grupos de control sanos o las personas infectadas con una baja carga de la enfermedad [14]. Un microbioma pulmonar proinflamatorio parece ser una de las principales causas de las grandes diferencias en la morbilidad después de una infección viral.
¿Qué tienen en común el microbioma pulmonar y el intestinal?
Durante el desarrollo embriológico del pulmón entre la tercera y sexta semana del embarazo, el divertículo respiratorio se forma en la parte frontal del intestino anterior primitivo. Por lo tanto, los pulmones están embriológicamente estrechamente relacionados con el desarrollo del sistema intestinal. Además de las similitudes en la composición del microbioma de ambos órganos, también hay similitudes en sus tejidos linfoides. El tejido linfoide asociado al tubo digestivo (GALT) en el intestino y el tejido linfoide asociado a los bronquios (BALT) en los pulmones son componentes especializados del tejido linfoide asociado a las mucosas (MALT). El GALT y el BALT muestran la misma estructura y función. El BALT se encuentra en los pulmones, principalmente en las ramas bronquiales más grandes. Cuando ocurre una infección o inflamación, este tejido linfoide aumenta de tamaño, al igual que en el intestino y en otras partes del cuerpo. Aquí también se encuentran muchas células inmunes especializadas, de las cuales las inmunoglobulinas (especialmente sIgA) son quienes responden primero en la defensa contra los patógenos. Al igual que con el intestino, un microbioma con diversidad simbiótica va de la mano con la producción de suficiente sIgA [15] y por lo tanto una mejor protección contra los patógenos.
Conocimiento a través de la práctica
El microbioma juega un papel importante en la defensa contra los virus, tanto en el intestino como en los pulmones. Mantener el microbioma sano y diverso puede aportar claros beneficios a la salud y mejorar nuestra resistencia a los virus, entre otras cosas.
Factores como una nutrición poco diversa, la falta de ejercicio, la falta de fibra, el estrés, un exceso de carbohidratos acelulares (almidón y azúcar), la contaminación, el tabaquismo y el alcohol reducen nuestro microbioma y dan mayores posibilidades de crecimiento a las proteobacterias oportunistas. Una combinación de dieta, cambios en el estilo de vida y suplementos (pre y probióticos y enzimas) puede corregir un microbioma inflamatorio y modificarlo hacia un microbioma sano y simbiótico que fortalezca nuestras defensas contra los virus.
Referenties
[2] Bradley, P.H., Pollard, K.S. Proteobacteria explain significant functional variability in the human gut microbiome. Microbiome 5, 36 (2017). https://doi.org/10.1186/s40168-017-0244-z
[3]https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Escherichia_coli#:~:text=Most%20E.,K%20production%2C%20and%20food%20absorption.
[4] Savin Z, Kivity S, Yonath H, Yehuda S. Smoking and the intestinal microbiome. Arch Microbiol. 2018;200(5):677-684. doi:10.1007/s00203-018-1506-2
[5] Engen PA, Green SJ, Voigt RM, Forsyth CB, Keshavarzian A. The Gastrointestinal Microbiome: Alcohol Effects on the Composition of Intestinal Microbiota. Alcohol Res. 2015;37(2):223-236.
[6] Karl JP, Hatch AM, Arcidiacono SM, et al. Effects of Psychological, Environmental and Physical Stressors on the Gut Microbiota. Front Microbiol. 2018;9:2013. Published 2018 Sep 11. doi:10.3389/fmicb.2018.02013
[7] Spreadbury I. Comparison with ancestral diets suggests dense acellular carbohydrates promote an inflammatory microbiota, and may be the primary dietary cause of leptin resistance and obesity. Diabetes Metab Syndr Obes. 2012;5:175-189. doi:10.2147/DMSO.S33473
[8] Dragos D, Tanasescu MD. The effect of stress on the defense systems. J Med Life. 2010;3(1):10-18.
[9] Karst SM. The influence of commensal bacteria on infection with enteric viruses. Nat Rev Microbiol. 2016;14(4):197-204. doi:10.1038/nrmicro.2015.25
[10] Schaupp L et al. Microbiota-induced type I interferons instruct a poised basal state of dendritic cells. Cell 2020 Mai 06. doi: https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.04.022
[11] Rylance J, Kankwatira A, Nelson DE, et al. Household air pollution and the lung microbiome of healthy adults in Malawi: a cross-sectional study. BMC Microbiol. 2016;16(1):182. Published 2016 Aug 11. doi:10.1186/s12866-016-0803-7
[12] Li KJ, Chen ZL, Huang Y, et al. Dysbiosis of lower respiratory tract microbiome are associated with inflammation and microbial function variety. Respir Res. 2019;20(1):272. Published 2019 Dec 3. doi:10.1186/s12931-019-1246-0
[13] Erb-Downward JR, Thompson DL, Han MK, et al. Analysis of the lung microbiome in the "healthy" smoker and in COPD. PLoS One. 2011;6(2):e16384. Published 2011 Feb 22. doi:10.1371/journal.pone.0016384
[14] Leung RK, Zhou JW, Guan W, Li SK, Yang ZF, Tsui SK. Modulation of potential respiratory pathogens by pH1N1 viral infection. Clin Microbiol Infect. 2013;19(10):930-935. doi:10.1111/1469-0691.12054
[15] Burnett D. Immunoglobulins in the lung. Thorax. 1986;41(5):337-344. doi:10.1136/thx.41.5.337
