Los antibióticos afectan el equilibrio del microbioma intestinal
La interacción entre los hongos y las bacterias se ve afectada
El tratamiento con antibióticos tiene un efecto duradero en el microbioma del sistema digestivo. Si bien la flora bacteriana se regenera en gran medida dentro de los 30 a 90 días posteriores al tratamiento con medicamentos, su interacción con los hongos residentes cambia. En una combinación de análisis bioinformáticos y experimentos de laboratorio, un equipo internacional de investigadores ha demostrado ahora que la coexistencia pacífica de las bacterias y los hongos se convierte en una situación de competencia cuando son tratados con antibióticos. Esto podría favorecer posteriormente las infecciones fúngicas.
La levadura Candida albicans (de color púrpura) en las células epiteliales.
Bernhard Hube, Leibniz-HKI and Donna Stolz, University of Pittsburgh (from Verma et al., Sci Immunol 2017)
El descubrimiento de los antibióticos fue un hito en la historia de la medicina; las infecciones graves, a menudo mortales, parecían haber sido derrotadas para siempre. Hoy en día, también se conocen los efectos negativos del uso de antibióticos: Por ejemplo, tiene un efecto perjudicial en la composición de la flora intestinal. "En nuestro tracto digestivo existe un delicado equilibrio de numerosas especies microbianas, que se ve perturbado por la administración de antibióticos. No sólo se ven afectadas las bacterias, sino también los hongos que se encuentran en nuestros intestinos. La interacción entre las bacterias y los hongos bajo la influencia de los antibióticos aún no ha sido estudiada en los seres humanos", dice Gianni Panagiotou, jefe del Grupo de Investigación de Biología de Sistemas y Bioinformática del Instituto Leibniz de Investigación de Productos Naturales y Biología de las Infecciones - Instituto Hans Knöll (Leibniz-HKI).
Para su estudio, el equipo dirigido por Panagiotou analizó muestras de heces de 16 voluntarios sanos. Catorce de ellos recibieron diversos antibióticos de amplio espectro durante un período de seis días; otros dos participantes del estudio formaron el grupo de control. Los voluntarios dieron sus muestras de heces antes, durante y después de tomar los antibióticos. "30 días después de finalizar el tratamiento, el microbioma bacteriano se había regenerado en gran medida. Sin embargo, 90 días después del tratamiento, todavía podíamos detectar cambios en más de un tercio de las especies de hongos en el intestino. Observamos que las comunidades de hongos cambiaron junto con las de las bacterias", dice Panagiotou. Los hongos comenzaron a competir entre sí y no todos pudieron volver a colonizar. Esto condujo a una disminución de la diversidad de las especies de hongos. Estos cambios se manifestaron en el curso posterior del estudio. Al procesar los datos obtenidos, los investigadores encontraron otro indicio de la gran importancia de las interacciones entre los hongos y las bacterias: Por ejemplo, varios productos metabólicos de las bacterias suprimen las capacidades patógenas de los hongos, como el hongo de levadura Candida albicans.
"Nuestro estudio, con su relativamente pequeño número de participantes, ya ha dado lugar a nuevos e importantes hallazgos. También nos indica la dirección de futuras investigaciones. Por ejemplo, aumentaremos el grupo de personas de prueba e incluiremos antibióticos con un espectro de actividad más estrecho", dice Panagiotou, que llevó a cabo su parte del estudio en el Centro de Investigación en Colaboración FungiNet/Transregio de la DFG. Con su investigación, está contribuyendo a una mejor comprensión de los complejos procesos de las comunidades microbianas. El Cluster de Jena de Balance de Excelencia del Microverso está dedicado a esos microbiomas y tiene por objeto investigar su dinámica e identificar los principios subyacentes de su regulación en diferentes hábitats. Estos hallazgos contribuyen al desarrollo de soluciones para diferentes áreas sociales como la medicina o la agricultura.
Participaron en el estudio científicos de Leibniz-HKI en Jena, la Universidad Técnica de Dinamarca y la Universidad de Hong Kong. Utilizando métodos bioinformáticos, analizaron enormes cantidades de datos de las secuencias de genes de todos los microorganismos contenidos en las muestras. Además, investigaron la liberación de diversos productos metabólicos bacterianos en el laboratorio bioquímico, que influyen en el crecimiento de los hongos.
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Publicación original
Seelbinder B, Chen J, Brunke S, Uribe RV, Meyer AC, de Oliveira Lino FS, Chan KF, Loos D, Imamovic L, Tsang CC, Lam RPK, Sridhar S, Kang K, Hube B, Woo PCY, Sommer MOA, Panagiotou G; "Antibiotics create a shift from mutualism to competition in human gut communities with a longer-lasting impact on fungi than bacteria"; Microbiome; 2020, 8, 133.
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