En un estudio longitudinal del microbioma, investigadores del Instituto Broad del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y Harvard; el Hospital General de Massachusetts (MGH), en Estados Unidos, y el Grupo de Estudio DIABIMMUNE han identificado una relación entre los cambios en la microbiota intestinal y la aparición de la diabetes tipo 1 (DM1).

El estudio, que siguió a niños que estaban genéticamente predispuestos a la enfermedad, detectó que el inicio de los que desarrollaron la enfermedad fue precedido por una caída en la diversidad microbiana, incluyendo una disminución desproporcionada en el número de especies conocidas por promover la salud intestinal.

Estos hallazgos, detallados en un artículo que se publica en “Cell, Host & Microbe”, podrían ayudar a allanar el camino para las opciones diagnósticas y terapéuticas a base de microbios para las personas con diabetes tipo 1.

El microbioma humano, que consiste en los billones de microorganismos (bacterias, virus y otros «bichos» variados) que residen en nuestro cuerpo, se ha convertido en un área de creciente interés para la comunidad médica a medida que los investigadores han comenzado a analizar el papel que desempeña en la salud humana y la enfermedad.

Aunque la mayoría de los errores en nuestro microbioma son inofensivos e, incluso, beneficiosos, los cambios en el microbioma y en las interacciones que las especies microbianas comparten con sus huéspedes humanos se han relacionado con varios trastonros, incluyendo la diabetes y la enfermedad inflamatoria intestinal (EII).

Para explorar la posible relación entre los cambios en el microbioma y la diabetes tipo 1, un equipo dirigido por Ramnik Xavier, miembro del Instituto Broad y jefe de Gastroenterología del MGH, estudió a 33 lactantes (de una cohorte mucho mayor de niños de Finlandia y Estonia) que estaban predispuestos genéticamente a DM1. Desde el nacimiento hasta los 3 años, el equipo analizó regularmente muestras de heces de los sujetos, recogiendo datos sobre la composición de su microbioma intestinal.

En los que desarrollaron DM1 durante este período, el equipo observó una caída del 25% en la diversidad de la comunidad (en otras palabras, en el número de especies distintas presentes en el microbioma) un año antes de la aparición de la enfermedad.

Los expertos vieron que este cambio de la población microbiana incluyó una disminución de las bacterias conocidas por ayudar a regular la salud en el intestino, junto con un aumento de bacterias potencialmente dañinas que se sabe que promueven la inflamación. Los resultados son una prueba más de un enlace identificado previamente entre la inflamación del intestino y la diabetes tipo 1.

«Sabemos por estudios humanos anteriores que los cambios en la composición bacteriana intestinal se correlacionan con el desarrollo temprano de la diabetes tipo 1 y que las interacciones entre las redes bacterianas pueden ser un factor que contribuye a por qué algunas personas en situación de riesgo para la enfermedad desarrollan diabetes tipo 1 y otros no», destaca Jessica Dunne, directora de Descubrimientos de Investigación en la organización sobre la diabetes 1 JDRF, que financió el estudio.

«Éste es el primer estudio que muestra cómo los cambios específicos en el microbioma están afectando a la progresión hacia la diabetes tipo 1 sintomática», añade. Investigaciones anteriores han demostrado que la transferencia de microbiota de los ratones que estaban predispuestos a la diabetes autoinmune (el equivalente de ratón de DM1) en roedores que no estaban predispuestos aumentó la prevalencia de la diabetes autoinmune en los animales en los que era poco probable que desarrollaran la patología.

Los estudios en humanos también han demostrado una asociación entre diabetes tipo 1 y la composición bacteriana del intestino, pero esos trabajos eran retrospectivos, lo que significa que se llevaron a cabo después de que los pacientes desarrollaron la enfermedad, por lo que la causalidad fue difícil de probar. «Este estudio es único porque hemos tomado una cohorte de niños con alto riesgo de desarrollar diabetes tipo 1 y luego seguido cómo los cambios en el microbioma inclinan la balanza hacia la progresión de la enfermedad», resalta Xavier.

Aleksandar Kostic, becario posdoctoral en el laboratorio de Xavier y primer autor, describe el estudio como «una pieza convincente de evidencia que apunta hacia un papel directo del microbioma en la diabetes tipo 1». Dado que el trabajo también siguió a los lactantes que finalmente no desarrollan diabetes tipo 1, los científicos también obtuvieron conocimientos del desarrollo normal del microbioma durante la infancia: aunque que las especies de bacterias en el microbioma intestinal varían mucho entre los individuos, la composición es generalmente estable dentro del individuo en el tiempo.

Mediante el análisis de metabolómica (estudio de los metabolitos, las diminutas moléculas producidas durante el metabolismo, en muestras de heces), los investigadores también pudieron ver que, mientras que las especies bacterianas varían entre los individuos, las funciones biológicas atendidas por las diferentes especies en el microbioma se mantienen constantes en el tiempo y de persona a persona.

«Cuando la comunidad bacteriana es muy pequeña, como en la primera infancia, o cuando es más grande, más adelante en la vida, la comunidad siempre está cumpliendo las mismas funciones principales independientemente de su composición. No importa qué especies estén presentes, éstas codifican las mismas vías metabólicas principales, lo que indica que están haciendo el mismo trabajo», subraya Kostic.

Al revelar los patrones en el desarrollo del microbioma en individuos sanos y en aquellos que avanzan hacia el comienzo de la DM1, los hallazgos podrían tener implicaciones en el diagnóstico o terapéuticas. En términos de diagnóstico, entender cómo cambia el microbioma antes de la aparición de la enfermedad podría, en última instancia, ayudar a los médicos a detectar las primeras características microbianas de la DM1.

En cuanto a la terapéutica, Xavier, que también es codirector del Centro de Informática y Terapéutica del Microbioma en el MIT, dice que conocer qué especies están ausentes y cuáles están floreciendo en el tracto gastrointestinal de los niños con diabetes tipo 1 puede ayudar a que sea posible frenar la progresión de la enfermedad después de la aparición revelando formas de manipular el microbioma y la inmunoregulación inducida por el microbioma.

A su juicio, el siguiente paso es ampliar el conjunto de muestras para determinar qué factores en el ambiente y en el microbioma podría estar haciendo a los finlandeses, que tienen un riesgo excepcionalmente alto de DT1, más predispuestos a la enfermedad que otras poblaciones. Esto incluye revisar la hipótesis de la higiene, que sostiene que la falta de exposición infantil a la microbiota y otros agentes potencialmente infecciosos puede obstaculizar el desarrollo del sistema inmune y aumentar la susceptibilidad a los trastornos inmunológicos.

Los investigadores también están examinando los datos de metagenómica recogidos en el estudio para determinar qué vías biológicas de la microbiota están actuando o qué metabolitos pueden estar produciendo, lo que podría estar contribuyendo al trastorno.