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Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

Nuestro fascinante microbioma bucal

Alex Mira es un científico español, premio extraordinario en licenciatura en Biología en la Universidad de Alicante, en 1994. Con una beca del British Council amplió estudios en la Universidad de Oxford (Reino Unido), y fue el primer estudiante español que logró una beca Rhodes, que le permitió finalizar su doctorado en Oxford en genética bacteriana, en 1999

Nuestro fascinante microbioma bucal
Alex Mira es un científico español, premio extraordinario en licenciatura en Biología en la Universidad de Alicante, en 1994. Con una beca del British Council amplió estudios en la Universidad de Oxford (Reino Unido), y fue el primer estudiante español que logró una beca Rhodes, que le permitió finalizar su doctorado en Oxford en genética bacteriana, en 1999. Su carrera científica continuó con éxito, primero con  una beca Fulbright para llevar a cabo una investigación post-doctoral en EE.UU. en el campo de la genómica bacteriana durante dos años y medio y, después, con otra larga estancia en la Universidad de Uppsala (Suecia) para trabajar en la tecnología de microarrays y bioinformática.
 
El programa Ramón y Cajal de recaptación de científicos españoles  permitió su regreso a España en el 2003,  y la creación de su propio grupo de investigación que investiga en la genómica y metagenómica de bacterias orales. En 2009, fue galardonado con el Premio Nacional de Investigación en Microbiología “Jaime Ferran” y, actualmente, es el investigador principal del Laboratorio de Microbioma oral del CSISP, en España, donde aplica la metagenómica y las más modernas tecnologías de secuenciación para el estudio del microbioma oral, del tracto respiratorio o de la leche materna, en realción con la prevención y tratamiento de diferentes patologías. También es el coordinador de la Red Española de Genómica Bacteriana.
 
Hace unos días impartió una excelente charla en la Facultad de Biología de Murcia, dentro de las celebraciones de la Semana de la Biología. Utilizando las notas recogidas por el profesor Juan Carlos Argüelles intentaré exponerles algo más sobre el tema desarrollado, el del fascinante mundo de nuestro microbioma bacteriano bucal.
 
El término microbioma fue acuñado hace unos años por el científico Joshua Lederberg “para significar la comunidad ecológica de microorganismos comensales, simbióticos, y patógenos que literalmente comparten nuestro espacio corporal y que han sido ignorados como determinantes de la salud y la enfermedad”
 
Recordemos que si un cuerpo humano posee alrededor de un billón de células, de diez a cien veces esa cifra, unos cien billones es el número de bacterias que conviven con cada uno de nosotros (1-2 Kg). Como es lógico, dada su gran diversidad, todavía no conocemos algunas de ellas, pero en los últimos años lo que si se ha establecido fehacientemente es su estrecha relación con los estados salud-enfermedad.
 
El microbioma oral representa un 26% del microbioma total humano, que es diferente para cada órgano y/o tejido y el conocimiento de su naturaleza y función son esenciales para el conocimiento, prevención y tratamiento de muchas enfermedades, comenzando con la casi universal caries. Pero no sólo las enfermedades bucales. Por ejemplo, la enfermedad periodontal avanzada puede aumentar el riesgo de ataque cardíaco fatal más de 10 veces y también hay una incidencia 700 por ciento mayor de diabetes tipo 2 entre las personas con enfermedad de las encías.
 
De ahí, que además del Proyecto Microbioma Humano, exista otro gran proyecto científico, la base de datos del microbioma humano Oral (HOMD) para  almacenar y proporcionar la mayor información completa posible sobre las casi 600-700 especies de procariotas que están presentes en la cavidad oral humana. De ellas se conocen bien un 49%, otro 17% se han cultivado, pero aún no tienen nombre, y el 34% restante ni siquiera se han cultivado (http://www.homd.org/). La cavidad oral humana contiene un número de diferentes hábitats, incluyendo dientes, surco gingival, lengua, mejillas, paladar duro y blando, amígdalas, etc., todos ellos los cuales colonizados por bacterias características diferentes, que se suelen presentar como películas bacterianas más que como entes aislados.
 
La microbiota bucal puede verse alterada con la incorporación de diversas bacterias oportunistas que modifican sus características iniciales y pueden ayudar a la formación de diferentes placas bacterianas o masa de microorganismos que, en una organización compleja, se suelen adherir a los dientes integrando colonias en forma de biofilm. Así, un biofilm cariogénico, puede metabolizar los azúcares de la dieta, producir ácidos orgánicos que desmineralizan la superficie dental y favorecer la caries. Otro tipo de biofilm, caracterizado por microorganismos periodontopatógenos, puede provocar una gingivitis o algún tipo de periodontitis.
 
La boca humana alberga uno de los microbiomas más diversos del cuerpo humano, incluyendo virus, hongos, protozoos, bacterias y arqueas, admitiéndose usualmente que las bacterias son responsables de dos enfermedades muy comunes: la caries y la periodontitis.
 
En una boca sana suelen estar presentes un gran número de bacterias y microorganismos  diferentes (unos 600), aparte del archiconocido Streptococcus mutans. Cuando se da una patología suele disminuir drásticamente ese número. Por ejemplo, en el caso de la caries, la disminución es de 600 a 160, desapareciendo sobre todo las más resistentes a la acidez, lo que induce a pensar, en general, dos cosas: a) las especies que desaparecen pueden tener un papel protector; b) la adición de probióticos podría ser útil para la prevención o el tratamiento de las correspondientes patologías.
 
En el caso de caries se aíslan diversas cepas de  Lactobacillus, Streptococcus, Fusobacterium, Velionella, Schelegella, etc., o de la levadura patógena oportunista Candida albicans, que juega un papel principal  sobre todo en pacientes sometidos a intensa terapia antibiótica que haya destruido previamente la flora bucal. Los ensayos de interacción de la levadura C. albicans con la bacteria S. mutans y macrófagos revelan que la bacteria se adhiere a las hifas de C. albicans y actúa como señal de fagocitosis  detectable por los macrófagos circulantes.
 
En todo caso, en la caries, las bacterias presentes en la saliva no son buenos marcadores de esta patología. Sin embargo, se han identificado una serie de metabolitos que cuando se miden en este fluido, nos indican con gran precisión si la persona tiene caries. Este descubrimiento del Dr. Mira ha sido patentado como test de diagnóstico del riesgo de caries, y al indicar la causa del riesgo, permitirá dar un tratamiento preventivo personalizado a cada paciente.
 
La idea predominante sobre la caries dental describe esta enfermedad como una desmineralización de los tejidos dentales debido al ácido producido por la fermentación de azúcares por los microorganismos, es decir un proceso dependiente de la dieta y del pH.
 
El equipo del Dr. Alex Mira ha obtenido el primer metagenoma a nivel mundial de la placa dental humana en voluntarios sanos y con distintos grados de afectación por caries, lo que les valió el Premio Biomedal 2012. Posteriormente, lograron el primer metatranscriptoma de la placa dental humana y el primer metaproteoma. Sus datos muestran que en la caries la composición microbiana en la etapa inicial  del esmalte es significativamente diferente de la que se encuentra en las etapas posteriores, así como del de la placa dental de las superficies dentales. Los resultados apoyan un escenario en el que el pH y la dieta son factores determinantes de la enfermedad durante la degradación del esmalte, y que en las lesiones de caries de la dentina están implicadas bacterias no sólo acidogénicas sino también proteolíticas, es decir que las bacterias productoras de ácido son el vehículo para penetrar en el esmalte y ello permite a los microorganismos destructores expandir la cavidad.
 
Estas investigaciones, además han permitido descubrir una nueva especie bacteriana de la cavidad oral, bautizada como Streptococcus dentisani que produce bacteriocinas (unos péptidos) que aniquilan a las bacterias causantes de la caries. Este trabajo ha dado lugar a una patente que protege el uso de esta bacteria como probiótico anticaries en todo el mundo, prosiguiendo diversas líneas de trabajo para su utilización contra la caries: a) como probiótico, b) como antimicrobiano en pastas y colutorios, c) incorporado a yogures. Por ello, el grupo del Dr. Alex Mira no es partidario del uso de antibióticos que destruyen la flora bacteriana oral, sino de favorecer la colonización bucal mediante bacterias beneficiosas.
 
La conclusión final es que la salud bucal está íntimamente relacionada con la naturaleza de nuestro microbioma, que puede ser afectado y modificado de muy diversos modos, entre ellos el posible intercambio con el microbioma bucal de otras personas. Por ello, no es extraño que el equipo del Dr. Remco Scort, recientemente, en la revista Microbiome, publicase una investigación indicando que con cada beso se intercambian 80 millones de bacterias, que cuanto más se besa una pareja, más similares se hacen entre ellos y que las parejas que se besan en la boca al menos nueve veces al día comparten comunidades similares de bacterias. Quizás deberíamos vigilar más el microbioma bucal de la persona a quien besamos o nos besa…
 
Más en:
 
http://loop.frontiersin.org/people/96413/overview