Apuntes científicos desde el MIT

Y ciertos contaminantes químicos, y el tipo de flora bacteriana que tengas.

Esto es lo que explicaron en el congreso científico “Factores de riesgo no tradicionales para la Obesidad”, al que ayer mismo asistí en el campus central de los Institutos Nacionales de la Salud (NIH) de EEUU.

Estrés: más allá del snacking

No me lo invento. La semana pasada una amiga me decía que cuando pasaba una temporada estresada le salía “pancita”. Yo repliqué que en mi caso era lo contrario, y parecía más lógico perder peso si tu metabolismo iba más acelerado y dormías menos y peor.

La ponente Elissa Epel de la Universidad de California nos dio la razón a los dos, pero aseguró que la situación de mi amiga era mucho más frecuente. Sus estudios en mujeres relacionan claramente el estrés con ganar unos kilitos de más. Por una parte, cuando estás estresada comes más veces a deshoras, tienes mayor apetencia por dulces y alimentos grasos, y disminuye tu capacidad de autocontrol. Pero la relación con la obesidad va mucho más lejos. El estrés incrementa los niveles de insulina y de una hormona llamada cortisol, que provoca un aumento de grasa abdominal. Aunque no modifiques tu dieta.

Infectobesity

¿Un virus que te haga engordar? Sí, por ejemplo el adenovirus AD-36; el que lleva tiempo estudiando Nikhil Dhurandhar .

Primero descubrió que este virus de origen aviar estaba presente en pollos más gordos de lo normal, luego que si lo inoculaba a ratones y monos les aumentaba la grasa corporal, y por último, que el AD-36 está presente en el 30% de personas obesas, y sólo el 5% de los no obesos .

No se atrevió a asegurar que la causalidad estuviera del todo demostrada, pero todo hace pensar que este adenovirus relativamente inocuo juega un cierto papel en el aumento de peso. En cultivos celulares se ha visto que los adipocitos infectados se dividen más y acumulan una cantidad de grasa mucho mayor.

Obesogen en el desarrollo embrionario

Si fumas durante el embarazo, tu hijo nacerá con menor peso, pero de adulto tendrá mayor tendencia a sufrir obesidad.

Esto está más que demostrado según Jerry Heindel del National Institute of Environmental Health Sciences. Hay la hipótesis (y recalcó la palabra hipótesis) que otras sustancias químicas denominadas obesogenes podrían regular la expresión génica durante el desarrollo embrionario, y dejar marcas epigenéticas que condicionen a un mayor peso corporal de adultos.

El diethylstilbestrol (DES) es un estrógeno que durante 30 años se dio a unos 10 millones de embarazadas estadounidenses hasta descubrir que aumentaba la probabilidad de cáncer vaginal en sus hijas. Algunos investigadores observaron que también parecían sufrir más obesidad. No se ha podido comprobar en humanos, pero en ratas el efecto es clarísimo: si le das DES a la rata madre, la rata hija será obesa. No porque coma más ni haga menos ejercicio, sino porque cambia su expresión génica.

“Obesogen” es un término establecido por un científico que estudiaba los efectos en el metabolismo de animales marinos del tributyltin, un funguicida utilizado en instalaciones marinas y recubrimiento de barcos. Vio que incrementaba el número de adipositos, y cuando hizo pruebas con animales comprobó que causaba obesidad.

Los investigadores tienen sospechas sobre una larga lista de compuestos químicos.

El tipo de bacterias en tu intestino

Pueden hacer que absorbas más comida, o que la metabolices de manera más eficiente . El proyecto Human Microbiome intenta averiguar la diversidad de estos 10-100 billones de seres que viven en tus tripas, y muy bien podrían ser considerados parte de tu organismo. El tema es muy interesante, pero qué rollo de charla esta última.

Obvio que la obesidad depende de la cantidad de calorías que ingieras, de las que gastes haciendo ejercicio, y de las características físicas que hayas heredado de tus padres. Pero hay evidencias que sugieren hacer caso al lema del congreso (“exploring roads less travelled”) y explorar carreteras menos conocidas.

Como regalo para su 200 cumpleaños el próximo 12 de febrero, algunos científicos llevan tiempo preparando una sorpresa a Charles Darwin: su sueño de llegar a construir un árbol de la vida que relacione el origen de todas las especies, nunca podrá ser realizado .
Y no por limitaciones técnicas, sino porque en realidad no existe.

En una de sus libretas Darwin dibujó un esbozo que representaba a la perfección su planteamiento sobre la evolución de la vida en la Tierra: las especies iban reproduciéndose y transmitiendo sus características físicas de generación en generación hasta que… flop! Nacía un individuo con algún rasgo considerablemente diferente. Si esto le permitía adaptarse mejor al entorno y tener más posibilidades de sobrevivir, la selección natural favorecía ese rasgo y al cabo del tiempo se establecía una nueva especie.
Cuando Darwin observaba la enorme diversidad de animales y plantas, pero al mismo tiempo constataba que todos compartían estructuras comunes, imaginó que estaba viendo las ramas de un árbol desde arriba, y que si fuera retrocediendo atrás en el tiempo vería cómo esas ramas brotaban unas de las otras hasta unirse en un tallo común que representaba el origen de todas las formas de vida terrestres.
De hecho, comparando meticulosamente las características de las especies que encontraba se podía intuir el grado de parentesco existente entre ellas, y con el tiempo llegar a reconstruir este maravilloso árbol de la vida.

No era una idea del todo nueva, pero cobró vigor gracias a la gran hazaña de Darwin: proponer un mecanismo natural que explicara la generación de nuevas estructuras biológicas sin recurrir a la figura de un creador. Una de las mayores revoluciones ideológicas de la historia.
La figura simbólica del árbol de la vida empezó a popularizarse gracias a representaciones como la de Haeckel (izquierda), que con más detalle y añadiéndole una dimensión artística situó sin reparos a los humanos justo por encima de los primates, como si fuéramos la cima de la creación pero al mismo tiempo reconociendo que nuestro origen no tenía nada de especial.

Muchísimos naturalistas empezaron a comparar grupos de animales con el objetivo de reconstruir el árbol de la vida, pero pronto apareció un serio problema…: Es fácil concluir que un conejo está más emparentado con una liebre que con un caballo, y los tres más que a una sardina, pero…. ¿qué hacemos con los microorganismos? Bacterias, hongos, amebas… nos parecen insignificantes, pero al fin y al cabo constituyen la inmensa mayoría de especies vivas sobre la Tierra. La idea de construir un árbol de la vida fidedigno se esfumaba; se podían establecer grandes grupos, pero era imposible diferenciar morfológicamente a la enorme diversidad de microorganismos que existían.

La genética aparece en escena
Sin embargo la ilusión reapareció en los años 70. La llegada de nuevas técnicas de biología molecular permitían comparar secuencias de ADN. Era fantástico! Mucho mejor que ir cotejando huesos, apariencias externas, hábitats… Poder comparar directamente el material sobre el que actuaba la evolución iba a ser la herramienta definitiva. Eliminaría errores y convergencias en diferentes momentos de la evolución… y permitiría incluir a los microorganismos!
Sólo se trataba de escoger secuencias de ADN que tuvieran la misma función en todas las especies, y analizar las pequeñas mutaciones que se habían acumulado a lo largo de millones de años. Cuanto más diferentes fueran dos secuencias de un mismo gen muy conservado, mayor sería la distancia evolutiva entre ellas.
Uno de los marcadores genéticos más exitosos fueron genes relacionados con los ribosomas, unos orgánulos intracelulares responsables de sintetizar proteínas. Son genes que prácticamente no han cambiado en miles de millones de años, y comparando pequeñas diferencias azarosas podemos averiguar cuan emparentadas están las especies.
De esa época el árbol más representativo fue el de Carl Woese , quien descubrió que no todas las bacterias eran bacterias. Algunas de ellas formaban parte de un grupo de microorganismos procariotas al que llamó arqueas. A pesar de su similitud, bacterias y arqueas constituían dos reinos completamente diferentes, que se habían separado en los primeros estados de la vida sobre la tierra.

Tal éxito, la rapidez con que mejoraban las técnicas de análisis genético, y el poder creciente de los ordenadores, hicieron que el sueño de completar el árbol de la vida resurgiera con fuerza.
Debido a su complejidad iba a ser imposible mantener el valor estético de árboles como el de Haeckel, pero sí se podrían lograr diagramas que representaran la relación evolutiva entre los grandes grupos de seres vivos (derecha).
Sin embargo, ya entrados los años 90 apareció un nuevo y quizás definitivo problema: al observar los genes de los microorganismos se vio que en realidad eran un pupurri de lo más incomparable. Las bacterias tenían genes provenientes de todos lados. Esa idea de que la información genética sólo se transmitían en el momento de la reproducción era completamente errónea, las bacterias se van pasando genes unas a otras en lo que los científicos llaman una transferencia genética horizontal.
Al principio los biólogos pensaron que este efecto era minoritario y quizás podría ser despreciable, pero a medida que iban afinando, sus resultados demostraban todo lo contrario: hay cepas de bacterias E.coli que comparten sólo el 40% de sus genes, y cada vez resulta más obvio que es imposible establecer una jerarquía evolutiva entre los organismos procariotas. Incluso en los microorganismos eucariotas se ha visto que procesos como la simbiogenesis obligan a sustituir la imagen del árbol ramificado por la de una especie de arbusto en la que sus tallos se van entremezclando constantemente.

Muchos investigadores como Eugene Koolin de la National Library of Medecine del NIH están comparando secuencias genéticas para entender cómo ha evolucionado la vida en la Tierra, pero durante la charla que mantuvimos en su despacho me dijo taxativo: “las especies microbianas son una colección de genes con diferentes historias y trayectorias evolutivas. El árbol de los animales puede ser un concepto válido... claro que se pueden realizar árboles de primates, o de vertebrados, o genealógicos entre familias, pero si somos estrictos considerando el global de los seres vivos sobre la Tierra, debemos aceptar que la historia de la vida no puede ser representada como un árbol. En los últimos años esta idea ha perdido todo su sentido. Lo que ahora construimos no son árboles, ni siquiera arbustos, sino redes como éstas…” y me mostró un ejemplo de en qué se ha convertido parte del sueño de Darwin.

Por suerte, aunque la ciencia esté convirtiendo al árbol de la vida en diagramas, esquemas y representaciones bastante asépticas, continuará inspirando a quienes quieran explotar su poderosa carga conceptual.

Tenéis billones de microorganismos habitando en vuestro cuerpo.

Quizás esta cifra os deja indiferentes, y os suena simplemente a “muchos”. Probemos con este otro dato:

En tu cuerpo hay más bacterias que células tuyas propias.
Esto, a mi sí que me ha impresionado…

Incoherente? No, las bacterias son muy pequeñas. Aunque haya tantas en número, “sólo” representan entre el uno y el dos por ciento de tu peso seco.

¿Y qué hacen todas estas criaturas dentro de tu cuerpo? Esa es la gran pregunta! En realidad todavía sabemos muy poco sobre el papel copleto que cumplen bacterias y hongos en nuestro organismo.
Para intentar averiguarlo, los Institutos Nacionales de Salud (NIH) de Estados Unidos anunciaron oficialmente este miércoles el lanzamiento del “Human Microbiome Project”, que invertirá 115 millones de dólares durante los próximos 5 años en secuenciar hasta 1000 genomas microbianos presentes en diferentes partes del cuerpo humano.

Da la casualidad que me llegó la noticia mientras visitaba la Oficina de Comunicación en Español del NIH en Bethesda (al lado de Washington DC), donde trabajé por 3 meses antes de ir a Boston y todavía sigo involucrado. Aproveché la situación y solicité hablar con algún científico relacionado con el proyecto, diciendo que escribiría un post en nuestro blog. Me concedieron 30 minutos con el Dr. Alan Krensky, director de la oficina que coordina parte del “Human Microbiome Project ”

La idea es clara: Los microorganismos que habitan en nuestro interior son también parte del cuerpo humano. “Ellos” realizan funciones que nosotros no hemos necesitado desarrollar. Son imprescindibles para la supervivencia, y cada vez encontramos más indicios del papel fundamental que ejercen en nuestra salud y enfermedad. Debemos entender mucho mejor las relaciones que establecemos con nuestras poblaciones microbianas. Pero para ello necesitamos una nueva metodología.

Tradicionalmente en microbiología se aísla una bacteria, se hace crecer en un medio de cultivo, y se investigan sus características. Esto representa una limitación, ya que muchas veces no es posible reproducir los microambientes exactos del interior del hospedador, ni permite estudiar las interacciones entre el conjunto de bacterias de una forma global.
En cambio, la metagenómica contempla a todos los genomas que conviven en un ambiente determinado como un único metagenoma, y lo estudia directamente en su entorno natural.

Con análisis metagenómicos a finales del año pasado se pudo observar que la abundancia relativa de dos grupos de bacterias intestinales estaba relacionada con la obesidad (1) (2) . Todo apunta a que nuestros genes bacterianos realizan muchas más funciones de las que nunca habíamos imaginado, y según el propio Francis Collins , durante los próximos años el “Human Microbiome Project ” brindará sorpresas que nos harán replantear la forma en que percibimos la biología humana.

Durante la primera fase se comparará genéticamente la población microbiana de boca, nariz, piel, tracto urogenital femenino, y aparato digestivo de voluntarios sanos y pacientes enfermos. El objetivo es determinar cómo cambia la microbiota de un individuo a otro, como evoluciona durante el día, a lo largo de nuestra vida, qué correlación existe con alteraciones en nuestra salud, y muchas otras preguntas que llegarán al contemplar nuestro organismo como un conglomerado de genes microbianos y de homo sapiens.

Somos comunidades andantes de bacterias, y muchos consideran que el mapa del genoma humano no estará completo hasta que incluyamos a todos nuestros huéspedes sin los que no podríamos sobrevivir.