Los científicos intentan comprender a los microorganismos

Un consorcio de 48 científicos de 50 instituciones en Estados Unidos ha pedido un ambicioso esfuerzo de investigación para comprender y emplear los microbiomas --las comunidades de microorganismos que habitan en ecosistemas tan variados como el intestino humano y el océano--, para mejorar la salud humana, la agricultura, la bioenergía y el medio ambiente, informa Europa Press.

Su propuesta, que se publica en la edición de este viernes de la revista ‘Science’, exige un importante proyecto científico para desarrollar nuevas herramientas de investigación y colaboraciones que desbloqueen los secretos de las comunidades microbianas de la Tierra. Llamado ‘Unified Microbiome Initiative Consortium’ (UMIC), el grupo de 48 investigadores quieren un cambio cualitativo en la forma de hacer la investigación microbioma.

«El microbioma sostiene la vida en nuestro planeta y son los laboratorios de novedades en química sostenible y los productos farmacéuticos que cambian la vida --destaca uno de los autores del artículo, Jeff F. Miller, director del Instituto NanoSystems de California, en Estados Unidos--. Entender cómo trabajan podría ser la clave de avances tan diversos como la lucha contra la resistencia a los antibióticos y las enfermedades autoinmunes, la recuperación de tierras de cultivo devastadas, la reducción de fertilizantes y pesticidas y la conversión de la luz solar en productos químicos útiles».

Los científicos han hecho progresos sustanciales en la catalogación de los organismos que viven en el microbioma, pero ahora han de descubrir la función de los microbios individuales en cada comunidad y cómo las especies se comunican entre sí, sus anfitriones

y su entorno. El UMIC reclama inversiones en nuevas herramientas de investigación y colaboraciones interdisciplinarias que un día permitan predecir y manejar el comportamiento del microbioma.

El UMIC está formado por microbiólogos, ecologistas, científicos físicos e ingenieros, que se unieron durante una serie de reuniones de coordinación convocadas por separado, pero en poder de la Oficina de la Casa Blanca de Política Científica y Tecnológica y la Fundación Kavli. La propuesta nació mientras identificaban retos y oportunidades transversales en el campo, así como por el intercambio de ideas y el desarrollo de una estrategia para acelerar el descubrimiento. «La clave de este esfuerzo será la integración de diversos campos para crear nuevas herramientas experimentales y nuevas asociaciones de investigación. Creemos en las chispas creativas que saltan cuando reunimos a las personas que trabajan en las fronteras disciplinarias», afirma Miyoung Chun, vicepresidente ejecutivo de Programas de Ciencia en la Fundación Kavli.

Los microbiomas son ecosistemas de organismos unicelulares, como bacterias, arqueas, hongos, protozoos, algas y plancton, así como los virus. Durante miles de millones de años, crearon la atmósfera rica en oxígeno y modelaron la riqueza fértil de los suelos y siguen formando vida en la Tierra hoy en día. Los 100 billones de microbios en el intestino humano --que superan en número enormemente las células «humanas» del cuerpo-- son fundamentales para la salud y el desarrollo de las personas.

Los microbiomas son extraordinariamente complejos. Unos pocos gramos de suelo o sedimento pueden contener decenas o incluso cientos de miles de especies microbianas, cada una interactuando con otra, lo que hace que sea muy difícil para los científicos estudiarlas y, más aún, controlarlas.

Sin embargo, gracias a los avances en campos como la genómica, los microbiomas han comenzado a revelar sus secretos. Por ejemplo, hace tan sólo unas décadas, los científicos reconocieron menos de diez filos bacterianos, grandes agrupaciones de formas de vida relacionadas y hoy en día, se cree que el número de filos bacterianos está más cerca de mil. Para poner esto en perspectiva, todos los animales multicelulares en el mundo comprenden sólo una docena de pocos filos. «Para ir más allá de la catalogación de los microbios, necesitaremos nuevas herramientas para determinar rápidamente la función de los genes microbianos y monitorear los químicos que emplean los microbios para comunicarse e interactuar con su entorno y nuevas formas de visualizar y modelar esas interacciones», afirma uno de los autores de la propuesta, Eoin Brodie, científico en la División de Ciencias de la Tierra del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, en California, Estados Unidos. «También necesitamos mejores maneras de probar las diferentes maneras en las que funcionan los microbios dentro del microbioma. Al igual que ponemos a prueba hipótesis sobre las funciones de los genes en las redes genéticas al al bloquearlos o sustituirlos, necesitamos métodos para eliminar de forma selectiva o inhibir los microbios o metabolismos específicos en redes microbianas para determinar su papel», añade Brodie.

El consorcio cree que muchos de estos objetivos podrían lograrse dentro de diez años. La Iniciativa Microbioma Unificado exige grandes avances en cinco áreas: entender la relación entre los genes del microbioma y lo que hacen; determinar qué genes están asociados con qué organismos; crear herramientas para detallar el comportamiento de los microbios en sus ambientes nativos; desarrollar mejores formas de gestionar los datos y emplearlos para predecir el comportamiento del microbioma; e inventar formas de ejecutar experimentos controlados sobre el microbioma para probar y refinar hipótesis.

La iniciativa se centra en Estados Unidos, pero los autores del estudio piden colaboraciones internacionales para establecer objetivos de investigación, desarrollar protocolos y estándares de datos y compartir instalaciones de vanguardia. En un artículo relacionado publicado simultáneamente en la revista ‘Nature’, tres destacados investigadores llaman a una Iniciativa Internacional del Microbioma que complementaría la labor del programa de Estados Unidos.

Europa Press