La colonización bacteriana del pulmón también depende del genoma del huésped

El pulmón no es en modo alguno un lugar estéril, como se supuso durante mucho tiempo. De hecho, en realidad alberga un ecosistema microbiano diverso. Sabemos por estudios previos que los cambios en el microbioma pulmonar están asociados con enfermedades como la fibrosis quística, el asma o la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC). Los factores ambientales como el tabaquismo, la nutrición en la infancia o el uso de antibióticos son factores importantes para la composición y estabilidad de la comunidad microbiana en el pulmón.

Todavía no entendemos completamente cómo la genética del huésped influye en el microbioma pulmonar. Esto se debe principalmente a que es difícil obtener muestras de pulmón y al hecho de que los microorganismos se encuentran en cantidades relativamente pequeñas. Por lo tanto, un equipo de investigación del Leibniz Science Campus EvoLUNG dirigido por el profesor John Baines ha llevado a cabo estudios detallados del microbioma pulmonar en un modelo de ratón. Los hallazgos se publican en la revista microbioma animal.

«Hemos estudiado los vínculos entre las especies bacterianas individuales en el pulmón y los marcadores en el genoma del huésped para identificar los genes que influyen en las bacterias pulmonares y pueden desempeñar un papel en la susceptibilidad a la enfermedad», explica Baines, quien dirige el grupo de trabajo de Medicina Evolutiva en la Universidad de Kiel. (CAU) y en el Instituto Max Planck de Biología Evolutiva de Plön. Se encontraron un total de siete regiones genómicas para ocho rasgos bacterianos. «Pudimos identificar varios genes prometedores relacionados con las respuestas inmunitarias e inflamatorias, el funcionamiento pulmonar y la susceptibilidad a las enfermedades», dice Baines.

En el estudio, se utilizaron métodos de análisis de biología molecular de última generación para cuantificar las especies bacterianas presentes en los pulmones de los ratones investigados, incluso con una biomasa baja. «Nuestro estudio proporciona la primera evidencia de un papel de la variación genética del huésped que contribuye a la variación en la microbiota pulmonar», explica el coautor, el Dr. Meriem Belheouane del Centro de Investigación Borstel, Leibniz Lung Center (FZB).

Se demostró que la cantidad de Lactobacillus en los pulmones está fuertemente asociada con una región específica que contiene el gen que codifica la citocina antiinflamatoria Interleucina 10. Este hallazgo se confirmó en animales en los que el gen de la Interleucina 10 (IL-10) fue desactivado

Belheouane dice: «Los ratones knockout para IL-10 tenían menos lactobacilos que los animales no knockout». También se encontraron variaciones genéticas del huésped para el número de Pelomonas, otra especie bacteriana común en los pulmones. La importancia funcional de estas especies bacterianas podría utilizarse potencialmente para futuros fines preventivos o terapéuticos.