26 febrero, 2021

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Abundancia de Proteobacterias en la microbiota

Fernando Cánovas García, PhD, Profesor Facultad de Ciencias de la Salud en la Universidad Católica de Murcia (UCAM)


La microbiota humana está compuesta principalmente por bacterias, organismos eucariotas y virus. Los grupos o phyla (plural de phylum) bacterianos característicos de esta microbiota en el ser humano son cuatro: Actinobacterias,Firmicutes, Bacteroidetes y Proteobacterias. El desequilibrio en cantidad y diversidad de estos phyla bacterianos se conoce como disbiosis. En los últimos años, se ha profundizado en los efectos de la disbiosis en diversas enfermedades como, la obesidad, la diabetes, las enfermedades cardiovasculares o inflamatorias del intestino, inclusive se ha vinculado con enfermedades neurológicas como el autismo.

Las Proteobacterias conforman un gran phylum de bacterias. Son clasificadas como GRAM negativas debido a su afinidad por una serie de tinciones microbiológicas específicas utilizadas para diferenciarlas. Fueron identificadas en 1987 por Carl Woese, que en su día las denominó informalmente como "bacterias púrpura y relacionadas", puesto que presentaban en su gran mayoría una coloración rojiza. Debido a la gran diversidad de formas que podemos encontrar en este grupo, se denominaron finalmente Proteobacterias en honor al dios griego de la mar Proteus, que era capaz de adoptar una gran cantidad de formas diferentes. Este grupo o phylum se divide en seis secciones, que se denominan con las letras griegas alfa, beta, delta, epsilon, gamma y zeta. Su clasificación es complicada y actualmente, tiende a incrementarse el número de clases diferentes, proponiendo más grupos.

Muchas especies de bacterias GRAM negativas pueden encontrarse de forma natural en casi todos los ambientes que puedan albergar vida en la Tierra, aunque hay muchas variedades patógenas, capaces de causar enfermedades, tan importantes como por ejemplo Escherichia coli o Salmonella spp. (causantes de diarreas), o Helicobacter pylori (causante de úlceras gastrointestinales). Esto contrasta con el hecho de que la mayoría de endosimbiontes (aquella asociación en la cual un organismo habita en el interior de otro organismo), se encuentran relacionados con estas bacterias GRAM negativas de vida libre. Como conclusión podemos extraer que este tipo de bacterias son uno de los candidatos más exitosos para formar estas asociaciones simbióticas. Existen asociaciones de bacterias no pertenecientes al grupo de Proteobacterias, por ejemplo la que se produce entre espiroquetas y bacterias GRAM positivas (el otro gran grupo de clasificación microbiológica de las bacterias junto con las negativas), dentro de la cucarachas comedoras de madera y termitas.

Pero son las Proteobacterias las que son conocidas por establecer asociaciones estrechas tanto como patógenos, como endosimbiontes. Por ejemplo, las alfa-Proteobacterias del genero Rhizobium forman asociaciones beneficiosas con las plantas que les permiten fijar el nitrógeno de una manera efectiva a traveś de las raíces. En contraste, los miembros de las beta-Proteobacterias son principalmente patógenas tanto para plantas como para animales y los endosimbiontes son difíciles de encontrar. Sin embargo, las gamma-Proteobacterias son las que tienen el mayor número de endosimbiontes en animales, aunque también tengan una gran variedad de patógenos humanos como los pertenecientes a las Enterobacteriaceae, Legionellaceae, Pasteurellaceae, Vibrionaceae, Pseudomonas, y Acinetobacter.

La microbiota representa la comunidad microbiana que se desarrolla en el tracto intestinal de un hospedador y que es capaz de realizar una cantidad de funciones diferentes mediante el establecimiento de una relación mutualista con su hospedador. De hecho, las Proteobacterias que son menos abundantes que Bacteroidetes y Firmicutes, representan la mayor fuente de variación de funciones beneficiosas proporcionadas por la microbiota. Esto quiere decir que la biodiversidad entendida como el mayor número de especies diferentes de bacterias, estaría representada en Bacteroidetes y Firmicutes, mientras que la biodiversidad entendida como el mayor número de funciones proporcionadas por esa misma microbiota, estaría representa en las Proteobacterias. De hecho, los últimos estudios dirigidos a la comparación de la composición de Proteobacterias en estados de salud y de enfermedad han demostrado que la abundancia de Proteobacterias está asociada frecuentemente con varias enfermedades inflamatorias tanto intestinales como sistémicas. Hecho que posiblemente esté relacionado con una situación de desequilibrio o disbiosis, en la que hay exceso de flora intestinal patógena. Todas estas observaciones combinadas nos debe hacer pensar en las implicaciones a la hora de interpretar los datos del número de especies diferentes procedentes de la microbiota intestinal humana ya que el link entre disbiosis y Proteobacterias, también sugiere una relación potencial entre inflamación y diferenciación a nivel genético en las funciones de la microbiota.

 

Referencias

  1. Bradley, P., Pollard, K. (2017). Proteobacteria explain significant functional variability in the human gut microbiome. Microbiome, 5: 36.
  2. Rizzatti, G., Lopetuso, L., Gibiino, G., Binda, C., Gasbarrini, A. (2017). Proteobacteria: A Common Factor in Human Diseases. BioMed Research International, Article ID 9351507, 7 pages.
  3. Shin, N.-R., Whon, T.W., Bae, J.-W. (2015) Proteobacteria: microbial signature of dysbiosis in gut microbiota. Trends in Biotechnology, 33: 496-503.
  4. Stackebrandt, E. (2001). Bacterial Biodiversity. En: Levin, S. (edts.). Encyclopedia of Biodiversity. Academic Press, pp. 307-316. ISBN 9780123847201.

 



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