Biólogos de la Universidad de Stanford han creado un microbioma artificial compuesto por más de 100 especies.
Cada célula del microbioma realizafunción determinada: destruye o crea moléculas necesarias para el funcionamiento normal del organismo. La dificultad de crear una colonia artificial era que no solo era estable y funcional, explican los autores del estudio. En tal colonia, una especie no debe suprimir a las otras, sino que juntas deben realizar las mismas funciones que el entorno natural del intestino.
Colonia bacteriana artificial en una placa de Petri. Imagen: Los Ángeles. Cicerón, Stanford
La elección de las especies que deben formar una colonia,también fue difícil debido a las diferencias naturales entre las personas. El hecho es que dos personas tomadas al azar no tendrán más de la mitad de los genes microbianos comunes. Para resolver este problema, los investigadores utilizaron datos del Proyecto Microbioma Humano (HMP) para secuenciar los genomas microbianos completos de más de 300 adultos.
Hemos estado buscando el Arca de Noé de especies bacterianas en el intestino humano, tratando de encontrar las que tenían todos los humanos.
Michael Fischbach, profesor asociado de microbiología, inmunología y coautor del estudio
Para su colonia sintética, los investigadoresseleccionaron 104 cepas bacterianas que estaban presentes en al menos el 20% de las personas del estudio genómico HMP. Cada tipo de bacteria se crió por separado y luego se mezclaron en un solo cultivo.
Para enriquecer y acercar tu colonia acondiciones reales, los investigadores utilizaron heces humanas que contienen el entorno natural de las personas vivas. El estudio mostró que al interactuar con los excrementos, la colonia se reponía con otras 20 nuevas especies de bacterias, que ocupaban un nicho libre.
Los investigadores han demostrado la eficaciade su desarrollo en ratones. Se trasplantaron animales estériles, en cuyos intestinos no había bacterias, con la colonia terminada. El estudio mostró que no solo se arraigó con éxito, sino que también ayudó a hacer frente a la infección de E. coli de manera tan efectiva como lo hace el microbioma real.
Esquema del experimento.La primera versión del microbioma de 104 bacterias se trasplantó a ratones, después de 4 semanas se les implantó adicionalmente heces humanas. Después de 8 semanas, los investigadores secuenciaron el microbioma resistente formado, que contenía 119 cepas bacterianas. Imagen: Alice G. Cheng et al., Cell
Los científicos notan que el entorno bacterianoEl intestino afecta el desarrollo del sistema nervioso, la respuesta a la inmunoterapia contra el cáncer y otros aspectos de la salud. Creen que el nuevo desarrollo ayudará a comprender mejor los vínculos entre el microbioma y la salud y, en última instancia, desarrollará métodos para restaurar un entorno intestinal saludable.
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