El microbioma humano es una rica red de bacterias, arqueas, hongos, fagos y virus que viven principalmente en el intestino. La composición del microbioma puede determinar nuestro propio bienestar, lo que ha provocado una explosión de esfuerzos de investigación centrados en identificar los organismos constituyentes y definir sus vías metabólicas, metabolitos y la asociación de genes individuales con la salud o la enfermedad.

Los microbios anaerobios en el intestino humano producen compuestos beneficiosos y dañinos, así como compuestos neutrales como la trimetilamina (TMA), que sufre un metabolismo microbiano o una transformación catalizada en N-óxido de trimetilamina (TMAO) compuesto que es proaterogénico. Ellenbogen et al. identificaron una desmetilasa asociada al microbioma que inhabilita la producción de TMAO a partir del metabolito γ-butirobetaína y en su lugar produce metiltetrahidrofolato, un intermediario clave en la producción microbiana de ácidos grasos de cadena corta beneficiosos. Este artículo destaca un ejemplo de cómo el microbioma está involucrado integralmente en la producción de metabolitos que respaldan nuestra salud y en la prevención de la formación de compuestos que promueven la enfermedad.

Tres reacciones del microbioma que protegen contra la formación de TMAO.

Los aminoácidos lisina y metionina de nuestra dieta se metabolizan en L-carnitina, que luego se convierte en γ butirobetaína y TMA. La TMA se absorbe en el torrente sanguíneo y luego se oxida enzimáticamente en el hígado para formar TMAO. Los niveles de TMAO se correlacionan con enfermedades cardiovasculares y renales, así como con cáncer colorrectal y de hígado. Por lo tanto, estos tres metabolitos (γ-butirobetaína, TMA y TMAO) pueden estar asociados con la enfermedad.

La presencia de E. limosum generalmente se asocia con buena salud y longevidad, quizás en parte debido a su producción de ácidos grasos de cadena corta, que se sabe que cumplen funciones beneficiosas para la salud humana, incluido el suministro de combustible para el crecimiento de los colonocitos (células que recubren el colon).

Estas vías no son exclusivas del intestino humano o de los mamíferos. Se encuentran junto con las vías acetogénicas y metanogénicas en muchos ambientes anaeróbicos diversos, incluido el rumen de las vacas, los sedimentos marinos, de agua dulce, y dentro del suelo. Los hallazgos de Ellenbogen et al. también sugieren la posibilidad de que los microbios que catalizan las reacciones de desmetilación coevolucionaron con sus huéspedes y fueron seleccionados para reducir los niveles de TMA y TMAO. En el futuro, será importante utilizar modelos animales y cultivos celulares para determinar cómo el silenciamiento y la sobreexpresión de los genes que expresan estas enzimas afectan el desarrollo y la progresión de las enfermedades relacionadas con TMAO.

Estos descubrimientos son un ejemplo de cómo el microbioma sirve como un órgano funcional dentro del intestino grueso. El microbioma es parte de nosotros, no un «ellos» sino un «nosotros», involucrado integralmente en el control de los químicos básicos de la vida, produciendo y canalizando metabolitos en vías que respaldan nuestra salud y evitando que generemos compuestos que pueden dar origen a innumerables patologías como cáncer y enfermedades cardíacas.

Referencia del estudio:
Stephen W. Ragsdale. Not a “they” but a “we”: The microbiome helps promote our
well-being. JBC Editors’ pick highlight, vol 298, 2, 101511, feb 2022 https://doi.org/10.1016/j.jbc.2021.101511