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El papel del microbioma en la enfermedad pulmonar obstructiva crónica



La microbiota está formada por todos los microorganismos que se encuentran en una región o hábitat. Al conjunto de microorganismos de una microbiota, sus genes y metabolitos se les denomina microbioma.

Los estudios del Proyecto del Genoma Humano (PGH) fueron decisivos para el conocimiento de los diferentes microbiomas del cuerpo humano, sobre todo el intestinal, por su mayor composición y diversidad, participación en la homeóstasis, inmunidad, nutrición y defensa del intestino, además de las interacciones de la comunidad microbiana con el huésped1. Existen estudios que han demostrado la influencia de la microbiota intestinal (MI) en los sistemas metabólicos, endocrinos e inmunitarios, en el sistema nervioso periférico y central y su participación en el estado de eubiosis, así como en los factores que influyen en su alteración funcional o disbiosis2.

La microbiota pulmonar (MP) es la comunidad microbiana del pulmón, constituida por una variedad compleja de bacterias, hongos, virus y bacteriófagos en la mucosa y el epitelio del tracto respiratorio en el sujeto sano, de baja densidad, pero gran diversidad3.

Las familias bacterianas que habitualmente se encuentran en el árbol respiratorio de los sujetos sanos son: Pseudomonas, Streptococcus, Prevotella, Fusobacteria y Veillonella. Se han realizado estudios desde 2010 que demuestran alteraciones de la MP en patologías respiratorias, como la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), fibrosis quística y asma4.

La alteración de la microbiota pulmonar se asocia con inflamación y un mayor riesgo de exacerbación y gravedad de la EPOC. En pacientes EPOC fumadores existe una menor diversidad microbiana (disbiosis) que predispone a la aparición y aumento de bacterias (proteobacterias) con un mayor riesgo de agudización. El 50% de las agudizaciones de la EPOC se relacionan con infecciones bacterianas, principalmente por Streptococcus, Haemophilus influenzae y Moraxella catarrhalis. Además, también son frecuentes las infecciones víricas, que favorecen el aumento de las proteobacterias y las fúngicas, que se deben generalmente al excesivo uso de antibióticos.

El papel de la microbiota intestinal, a través del eje intestino-pulmón con la microbiota pulmonar, es muy importante en las patologías de las vías respiratorias5,6,7 y en su influencia en la inmunidad pulmonar8. El eje intestino-pulmón establece una relación bidireccional tanto microbiana como inmunológica. Dicha interrelación se manifiesta también en las alteraciones intestinales que acontecen en patologías pulmonares. La migración de linfocitos procedentes del pulmón en las afecciones respiratorias puede mediar en la lesión de la mucosa intestinal9,10.

La pérdida de la diversidad microbiana intestinal por un proceso infeccioso viral u otros (alimentación inadecuada, uso de antibióticos) pueden alterar su normal composición con la consiguiente disbiosis y producir un desequilibrio en las funciones de la MI (aumento de la permeabilidad intestinal por la producción de metabolitos o desregulación de IL-17). Dicha desregulación conlleva a la afectación de los macrófagos alveolares, provocando un crecimiento microbiano anormal de la MP con potencial patogénico y de exacerbación de infecciones respiratorias crónicas.

Los metabolitos intestinales (liposacáridos) producidos por los ácidos grasos de cadena corta (AGCC): butirato, propionato y acetato, de la microbiota del colon, disminuyen los TNF-alfa y tienen un potente efecto antiinflamatorio, siendo una vía clave para entender la modulación de órganos a distancia, produciendo cambios en su funcionamiento, tanto en el pulmón, como en la propia inmunidad intestinal11,12.


Bibliografía y referencias:

  1. Turnbaugh PJ, Ley RE, Hamady M, Fraser-Liggett CM, Knight R, Gordon JI. El proyecto del microbioma humano. Nature. 2007;449:804-10. DOI: 10.1038/nature06244.
  2. Castañeda C. Microbiota intestinal y los primeros 1000 días de vida. Rev Cubana Pediatr. 2021[acceso 3/7/2021];93(3):e1382.
  3. Andréjak C, Delhaes L. The lung microbiome 2015; a window on chronic lung diseases. MedSci (Paris). 2015;31(11):971-8.
  4. Hilty M, Burke C, Pedro H, Cárdenas P, Bush A, Bossley C, et al. Disordered microbial commuities in asthmatic airways. Plos One 2020;5(1) e8578.
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  6. Frati F,Salvatori C,Incorvaia C, Bellucci A, Di Cara G, Mercucci F et al. The role of the microbiome in asthma: The Gut-Lung Axis. Int J Mol Sci. 2019;20(1):123.
  7. Valverde-Molina J, Valverde-Fuentes J. La disbiosis microbiana como origen precoz del asma. Rev Asma. 2018 [acceso: 16/04/2020];3(2):36-45.
  8. Budden KF, Gellatly SL, Wood DL, Cooper MA, Morrison M, Hugenholtz P, et al. Emerging pathogenic links between microbiota and the gut‐lung axis. Nature Rev Microbiol. 2017;15:55–63.
  9. Enaud R, Prevel R, Ciarlo E, Beaufils F, Wieers G, Guery B, et al. The gut-lung axis in health and respiratory disease: a place for inter-organ and inter-kingdom cross talks. Front Microbiol. 2020:10.3389.
  10. Martin CR, Osadchiy V, Kalani A, Mayer EA. The brain-gut microbiota axis. Cell Mol Gastroenterol Hepatol. 2018:133-148.
  11. Castañeda C. La Microbiota intestinal. Capítulo 2. En: Microbiota intestinal humana y sus desafíos. Quito: Ed. El Siglo; 2020.
  12. Bingula R., Filaire M., Radosevic-Robin N, Bey M, Berthon J-I, Bernalier-Donadille A. et al. Desired turbulence? Gut-lung axis, immunity, and lung cancer. J Oncol. 2017: 10.1155.