Los microorganismos en nuestros intestinos podrían estar relacionados con ciertas enfermedades como el Alzheimer y la diabetes. Los investigadores del consorcio AD-gut han desarrollado un método novedoso, que combina el mapeo óptico de ADN y las estadísticas, para distinguir con precisión e identificar rápidamente las diversas especies en la microbiota.
¿Existe un vínculo entre las bacterias en nuestro tracto gastrointestinal y enfermedades como el Alzheimer y la diabetes? Avances científicos recientes sugieren que esta es un área que debe explorarse.
Para explorar mejor esta posibilidad, los equipos dirigidos por el Prof. Johan Hofkens (KU Leuven), la Prof. Aleksandra Radenovic (EPFL / Escuela de Ingeniería), el Prof. Dimitri Van De Ville (EPFL / Escuela de Ingeniería) y el Prof. Theo Lasser (EPFL / Escuela de Ingeniería) unieron fuerzas para desarrollar un marco estadístico sólido que permitiría el uso del mapeo de ADN en diagnósticos basados en microbiomas. El artículo de investigación relacionado ha sido publicado en NAR Genomics and Bioinformatics .
Los investigadores demostraron que su método era efectivo al identificar correctamente en un modelo de ratón con la enfermedad de Alzheimer cadenas individuales de ADN provenientes de una mezcla de dos cromosomas diferentes de Vibrio Harveyi, una bacteria intestinal conocida. Fue un desafío complejo. “Las muestras de la vida real contienen millones de especies bacterianas diferentes y, por lo general, solo estamos interesados en una docena de ellas”, explica Raffaele Vitale, uno de los coautores del estudio. “Con nuestro método, aceleramos considerablemente el análisis del microbioma en entornos donde no se requiere un análisis de nivel de base único o no sería rentable”.
En el mapeo de ADN, se crea una imagen de microscopio a partir de moléculas de ADN estiradas que se etiquetan específicamente con un marcador fluorescente, lo que da como resultado una especie de “códigos de barras de ADN”. Para identificar de dónde provienen dichos códigos de barras de ADN, es necesario compararlos con mapas de referencia generados a partir de las secuencias genómicas conocidas de la bacteria. Luego, el método de análisis genera una puntuación para cada una de estas comparaciones y la usa para calcular un valor p empírico para la confiabilidad de cada coincidencia.
Hasta ahora, el método más común para analizar la microbiota consistía en buscar los genes comunes a todos los seres vivos, como el ADN ribosómico. Sin embargo, este método adolece de ciertos inconvenientes, como un posible sesgo en la lectura y la incapacidad tanto para diferenciar entre especies estrechamente relacionadas como para reconocer especies que no tienen estos genes (como los bacteriófagos). Otra opción sería que los investigadores secuenciaran todo en la muestra. Pero este enfoque es computacionalmente muy intensivo y tiene problemas con especies estrechamente relacionadas. El nuevo método desarrollado dentro del consorcio AD-gut permitirá a los investigadores identificar especies microbianas de forma más rápida y eficaz.
Esta investigación se enmarca en el proyecto AD-Gut , que está llevando a cabo un consorcio de investigadores europeos. El equipo de AD-gut está siguiendo una pista nueva e inesperada en la investigación del Alzheimer: está examinando el microbioma intestinal en un modelo de ratón con la enfermedad de Alzheimer y su efecto sobre la neurodegeneración. EPFL está coordinando el consorcio, que forma parte de la iniciativa paneuropea Horizonte 2020.
Referencias
A. Bouwens, J. Deen, R. Vitale, L. D’Huys, V. Goyvaerts, A. Descloux, D. Borrenberghs, K. Grussmayer, T. Lukes, R. Camacho, J. Su, C. Ruckebusch, T. Lasser, D. Van De Ville, J. Hofkens, A. Radenovic y KPF Janssen, Identificación de especies microbianas mediante mapeo óptico de ADN de molécula única y estadísticas de remuestreo , NAR Genomics and Bioinformatics, 2020 (2), lqz007
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Dr. Martin Passen, a dedicated nutrition educator with a master’s in nutrition education and nearing completion of a clinical nutrition and dietetics master’s. Passionate about sharing valuable information effectively.