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Metagenómica y Piel

La metagenómica es un nuevo enfoque genómico para el estudio y análisis de comunidades intactas de microorganismos en su ambiente natural, sin la necesidad del aislamiento clásico del microorganismo mediante metodologías de cultivo. La metagenómica combina nuevos métodos de secuenciación que generan información de múltiples genomas con el análisis de genómica comparativa y la bioinformática (desarrollo de nuevos software para el ensamblaje de secuencias de DNA) para el análisis de la comunidad o población total de microorganismos que se encuentra en un hábitat determinado.

Este tipo de estudio ha generando suficiente información para la identificación de nuevas especies de microorganismos desconocidos hasta ahora y una gran cantidad de genes también desconocidos, lo que ha permitido de manera eficiente tener una visión global de la diversidad de comunidades de microorganismos 1,2. La identificación de nuevos microorganismos está fundamentada en el análisis comparativo de las secuencias del RNA ribosomal 16S (16S rRNA). Entre lo novedoso de esta nueva visión está el entender las adaptaciones y funciones de estas comunidades microbianas en los distintos ambientes y nichos ecológicos que son capaces de colonizar, por ej. el cuerpo humano, donde es de suma importancia la identificación, evolución e interacción de factores relacionados con patogenicidad.

A lo largo de nuestra vida, el cuerpo humano constituye un nicho ecológico donde coexisten una gran diversidad de comunidades de microorganismos pertenecientes a los tres dominios taxonómicos previamente descritos: Bacteria, Arquea y Eucaria. Estos microorganismos han co-evolucionado con el humano y su hábitat puede estar en superficies externas, tales como la piel, e internas, tales como el tracto gastrointestinal de nuestro cuerpo, y en muchos casos juegan un papel fundamental en la salud y en la generación de muchas enfermedades. El colectivo de estos microorganismos es >10 veces el número total de células que conforman el cuerpo humano, representando un número >100 veces el número de genes que conforman nuestro propio genoma. Esto nos da una visión de supra-organismo para el humano, cuyo genoma sería la suma del suyo propio y el de su comunidad de microorganismos (microbioma)

El impacto de la metagenómica en estudios de importancia medica se ha puesto de manifiesto en el Proyecto Microbioma Humano, en el que se ha estudiado la microbiota (comunidad microbiana) intestinal, su relación con el metabolismo y sus implicaciones en la salud humana 3. Una de las preguntas que se trata de responder es: ¿cuál es la microbiota, el contenido genético y los atributos funcionales codificados en el microbioma de un individuo saludable?. Por ejemplo, estudios de metagenómica relacionados con obesidad en humano demuestran cambios importantes en el microbioma asociado a individuos obesos 4, lo que sugiere una relación funcional del microbioma con el metabolismo.

La aplicación de la metagenómica para evaluar comunidades microbianas que habitan un microambiente como la piel muestra una gran diversidad en las poblaciones bacterianas que conforman esta comunidad. El análisis de esta diversidad ha permitido la identificación de nuevas especies bacterianas. De gran interés fue encontrar en la muestra de individuos estudiados una variación intra- e interpersonal de la población bacteriana; sin embargo, un núcleo común de especies bacterianas (?15 % del total) está presente en todos los individuos. El mismo estudio muestra una mayor variabilidad de la población bacteriana en mujeres que en hombres. Estos estudios sugieren que la comunidad bacteriana de un individuo es personalizada, lo cual ha sido explotado en términos de una identificación forense utilizando las comunidades bacterianas de la piel 5. Al igual que en el Proyecto Microbioma, la variabilidad de comunidades de microorganismos en la piel humana nos lleva a plantearnos la pregunta: ¿cuál sería la línea de base de estos microorganismos que debemos esperar en un individuo considerado como sano?.

Finalmente, la visión del humano como un supra-organismo, un metagenoma, es importante en el estudio de enfermedades autoinmunes, donde la comunidad microbiana puede tener relevancia en la expresión de genes asociados a estas enfermedades 6.

Referencias
1. Tyson G.W. et al. 2004. Nature 428:37-43
2. Venter J.C. et al. 2004. Science 304:66-74
3. Gill S.R. et al. 2006. Science 312:1355-9
4. Turnbaugh P.J. et al. 2009 Nature 457:480-4
5. Fierer N. et al. 2010. Proc Natl Acad Sci USA 107(1). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1000162107
6. Proal et al., 2009 Autoimmunity Reviews 8:677-681

Alexis Mendoza-León, PhD.

Acerca de Alexis Mendoza-León

Alexis Mendoza-León, PhD. Venezolano, UCVista, Biólogo

4 comentarios

  1. Guillermo Planas Giron

    Voy a comentar algunos aspectos relacionados con el tema, sin entrar en profundidades borrascosas, ni pretender analizar lo que aparenta ser una selva intrincada, impenetrable para el común de los dermatólogos (acostumbrados, la mayoría, a tratar de resolver los problemas cutáneos prácticos , retos ineludibles que nos presenta la cotidianidad). Lo complejo de la terminología y la profundidad científica propia de la materia, es sin duda una barrera para su debida y completa comprensión. El campo es específico para los biólogos investigadores o médicos genetistas abocados al estudio de esta novel tecnología, (el genoma) complementada recientemente con la metagenómica que estudia y analiza microorganismos en su ambiente natural a través de la “secuenciación” de DNA, generando información de múltiples genomas y ahora complementado con la bioinformática, como muy bien lo describe Alexis Mendoza en su interesante escrito.

    Por favor descargar el siguiente documento word con el comentario completo:

    comentario Dr Planas metagenomica y piel Alexis Mendoza.doc

  2. Luz B Villalobos

    La metagenomica está dando visión mas certera, en mi opinión, sobre lo que es en realidad los conceptos de enfermedad e infección, de manera tal que los pacientes no pueden ser solo observados por el supuesto agente causal de su malestar, sino como un universo, un nicho ecologico que ha sido alterado en su incomensurable equilibrio entre su funcionalidad y los que conviven con él y en él.LLegado el momento, podremos establecer su microbioma desde el inicio de la vida fuera del útero y observar los cambios en el transcurso de la vida para encontrar en un momento, cuáles de esos cambios no fueron los más beneficiosos para el individuo, qué los propicio, cuál era el ambiente, su condición de estres y su afectación inmunologica y darle un tratamiento individual y mayormente eficaz. Un escenario que asombra pero que puede estar a la vuelta de la esquina

  3. muy importante los temas de la revista ,estaba preparando una charla a lo mejor diran algunos muy fácil o común pero a los que nos gusta urgar motivo para revisar más, impétigo y me encuentro con el MICROBIOMA .en el blue journal de julio del 2013.y que clara la esplicación en nuestro querido castellano en nuestra revista PIEL, LATINAAMERICANA.gracias por el empeño.

  4. A Mendoza-León

    Gracias por su estimulante comentario, lo que obliga a mantener el esfuerzo por la calidad de la revista

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