El microbioma influye en el envejecimiento
Las bacterias producen menos sustancias vitales que el organismo necesita: ¿puede una cura de rejuvenecimiento microbiano ralentizar el proceso de envejecimiento?
El intestino alberga un complejo ecosistema de microorganismos. El llamado microbioma intestinal desempeña un papel importante en la salud, la enfermedad y el envejecimiento. Varios estudios sugieren que el microbioma "envejece" e impulsa los procesos de envejecimiento del huésped. Hasta ahora no estaba claro qué mecanismos utiliza el microbioma para controlar el envejecimiento del huésped. Esta cuestión fue investigada por un equipo de investigación dirigido por el profesor Christoph Kaleta, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Kiel (CAU) y del Cluster de Excelencia "Medicina de Precisión en Inflamación Crónica" (PMI), y la Dra. Christiane Frahm, del Hospital Universitario de Jena (UKJ). Mientras que Kiel aportó su experiencia en modelización metabólica, Jena proporcionó datos experimentales centrales para los análisis. Este trabajo se llevó a cabo como parte de la Red de Formación Innovadora Marie Sklodowska-Curie SmartAge (ITN) coordinada por Jena en el marco de Horizonte 2020.
En el estudio, los investigadores pudieron demostrar que se produce una fuerte reducción de la actividad metabólica del microbioma durante el envejecimiento. "Estos cambios se reflejan directamente en los procesos metabólicos del huésped", subraya Kaleta, que dirige el grupo de trabajo de Biología de Sistemas Médicos y también participa en el Centro de Investigación Colaborativa (CRC 1182) 'Origen y función de los metaorganismos'. Los resultados se han publicado recientemente en la revista Nature Microbiology. Uno de los principales objetivos de la investigación es encontrar formas de invertir estos cambios en el microbioma relacionados con la edad, por ejemplo mediante complementos alimenticios especiales. En otro estudio publicado en la revista Microbiome, el Cluster de Excelencia PMI consiguió ralentizar los procesos de envejecimiento en un modelo animal mediante un tratamiento repetido de rejuvenecimiento microbiano.
Los modelos informáticos sirven de imagen para el metabolismo de las bacterias intestinales
Desde hace tiempo se sabe que el microbioma cambia con la edad y está implicado en los procesos relacionados con el envejecimiento. "Los estudios muestran que la transferencia del microbioma de animales mayores a animales más jóvenes puede aumentar los procesos inflamatorios, mientras que, por el contrario, el trasplante de un microbioma joven en animales mayores mostró efectos rejuvenecedores, un fenómeno que se ha observado en varias especies", afirma Frahm, que dirige el grupo de investigación Gut-Brain Interaction and Ageing (Interacción intestino-cerebro y envejecimiento) en el UKJ.
"Para entenderlo mejor, creamos modelos informáticos del metabolismo del huésped y el microbioma", explica Kaleta. Para ello se utilizaron datos de biología molecular de muestras de tejido intestinal, cerebral, hepático y heces de ratones de distintos grupos de edad. Con los datos de los análisis de tejidos y heces, se creó un modelo informático independiente para cada ratón que representa los órganos del huésped y el microbioma. Esto permite investigar qué moléculas se intercambian entre el huésped y el microbioma. "Hemos descubierto, por ejemplo, que el huésped utiliza a menudo el microbioma como una especie de reciclador", prosigue Kaleta. El huésped proporciona al microbioma productos metabólicos finales, que a su vez se utilizan para producir sustancias esenciales para el huésped. Esto permite un uso más eficiente de los recursos, aunque disminuye con la edad.
Disminución de la actividad metabólica microbiana relacionada con la edad
Un hallazgo clave del estudio fue que la actividad metabólica del microbioma disminuye significativamente con la edad. "Las especies bacterianas individuales ya no trabajan juntas con la misma eficacia y compiten cada vez más por los nutrientes", explica la primera autora, Lena Best. Esto repercute directamente en el huésped, ya que muchas funciones celulares esenciales -incluida la estabilización de la barrera intestinal y los procesos de reparación y remodelación- dependen del microbioma.
Transferencia de heces: el microbioma de ratones jóvenes retrasa el envejecimiento
Otro estudio del Cluster de Excelencia dirigido por el profesor Philip Rosenstiel en ratones ha demostrado que, efectivamente, es posible reducir los procesos de envejecimiento en el huésped y también en el microbioma. "Ya hay indicios aislados de ello en estudios anteriores, pero por primera vez hemos intentado rejuvenecer el microbioma a lo largo de toda la vida de un ratón", explicó Rosenstiel, miembro de la junta directiva del Clúster de Excelencia PMI y Director del Instituto de Biología Molecular Clínica (IKMB) de la Facultad de Medicina de la Universidad de Kiel y del Centro Médico Universitario Schleswig-Holstein (UKSH), Campus de Kiel. Para ello, a los animales se les transfirieron heces de ratones jóvenes cada ocho semanas durante dos años, mientras que los animales del grupo de control recibieron el microbioma de ratones de la misma edad mediante transferencia de heces. "De hecho, pudimos reducir algunos signos de envejecimiento", subraya el primer autor, el Dr. Felix Sommer, jefe del grupo de Investigación del Microbioma Funcional del Huésped del IKMB. "Mejoró la coordinación de movimientos y se preservó la barrera intestinal". Otros análisis también revelaron que se encontraron menos factores proinflamatorios en el microbioma joven. En el huésped, es decir, el ratón, disminuyeron los signos típicos del inflam-envejecimiento. El inflam-envejecimiento, una inflamación leve y persistente en el tejido, se considera una característica biológica del proceso de envejecimiento y desempeña un papel en diversas enfermedades.
Nuevas perspectivas para las terapias basadas en microbiomas
Los resultados del estudio demuestran que el microbioma desempeña un papel clave en los cambios relacionados con el envejecimiento del huésped. También abren nuevos enfoques para las intervenciones terapéuticas. "Ahora estamos investigando cómo podemos invertir específicamente los cambios relacionados con la edad en el microbioma", explica Kaleta. Los estudios iniciales realizados con determinados complementos alimenticios a partir de organismos modelo sencillos demuestran que sí es posible influir específicamente en el microbioma. Esto representa un paso importante hacia el desarrollo de terapias contra el envejecimiento basadas en el microbioma.
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Publicación original
Lena Best, Thomas Dost, Daniela Esser, Stefano Flor, Andy Mercado Gamarra, Madlen Haase, A. Samer Kadibalban, Georgios Marinos, ... Felix Sommer, Otto W. Witte, Philippe Schmitt-Kopplin, John F. Baines, Christiane Frahm, Christoph Kaleta; "Metabolic modelling reveals the aging-associated decline of host–microbiome metabolic interactions in mice"; Nature Microbiology, Volume 10, 2025-3-26
Felix Sommer, Joana P. Bernardes, Lena Best, Nina Sommer, Jacob Hamm, Berith Messner, Víctor A. López-Agudelo, Antonella Fazio, Georgios Marinos, A. Samer Kadibalban, Go Ito, Maren Falk-Paulsen, Christoph Kaleta, Philip Rosenstiel; "Life-long microbiome rejuvenation improves intestinal barrier function and inflammaging in mice"; Microbiome, Volume 13, 2025-4-2
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