Hasta hace poco, los científicos creían que los pulmones eran un ambiente estéril, sin bacterias. Pero la investigación de los últimos cinco años ha cambiado esa idea, descubriendo evidencia de que los pulmones sanos poseen un microbioma distinto de bacterias beneficiosas que son fundamentales para mantener el equilibrio y combatir las enfermedades.

«Dado que el microbioma intestinal es importante para nuestra salud en general, la influencia del microbioma pulmonar en la salud se ha confirmado gradualmente en los últimos años», dijo Tao Ding, profesor de la Escuela de Medicina Zhongshan de la Universidad Sun Yat-sen en China. «La ocurrencia y el desarrollo de muchas enfermedades, incluyendo el asma, [chronic obstructive pulmonary disease] La EPOC, la fibrosis pulmonar y el cáncer de pulmón están intrínsecamente relacionados con el microbioma pulmonar”.

Ding explicó que esta idea de un par de pulmones estériles ha durado tanto tiempo porque se han obtenido datos limitados a través del enfoque tradicional para el aislamiento e identificación de bacterias en microbiología, que implica recolectar y cultivar bacterias, donde se permite que las bacterias crezcan en un medio de cultivo, como el agar, en condiciones controladas de laboratorio.

«Junto con la muy baja biomasa de la microbiota pulmonar, los aislamientos y cultivos previos basados ​​en muestras de pulmón generalmente arrojaron resultados negativos», agregó Ding. «En el pasado, generalmente se suponía que los pulmones eran estériles».

Con los nuevos desarrollos tecnológicos, particularmente en el campo de la secuenciación genética, se produjo este importante descubrimiento: nuestros pulmones albergan millones de bacterias que desempeñan funciones cruciales y beneficiosas.

Aunque es un avance importante, Ding y su equipo de investigación, que incluye al colaborador Guo-Bao Tian, ​​que también es profesor en la Universidad Sun Yat-sen, dicen que todavía faltan piezas del rompecabezas. “Aunque ahora esto es generalmente aceptado […] Las bacterias existen en los pulmones, su origen y formación siguen sin estar claros», dijo Ding.

Estas bacterias son de particular interés ya que algunos especulan que pueden estar involucradas en la inmunidad entrenada, donde las células inmunitarias innatas se reprograman para reconocer un patógeno para defenderse contra la reinfección y brindar protección a largo plazo, pero esto y las teorías sobre los orígenes de las bacterias pulmonares, escribe el equipo, siguen siendo controvertidos debido a la falta de evidencia clínica.

llenar el vacío

En una publicación en ciencia avanzada, Ding, Tian y sus equipos intentaron responder a esta pregunta examinando cómo las cavidades asociadas con los pulmones, en particular las vías respiratorias superiores, las cavidades oral y nasal, pueden afectar la formación de la microbiota pulmonar. «En términos de anatomía humana, las cavidades oral y nasal son las principales salidas de las vías respiratorias y tienen varios microbios simbióticos», dijo Ding. «Por lo tanto, sería interesante saber cómo estos dos microbiomas influyen o dan forma al microbioma pulmonar».

Esto tiene sentido porque las vías respiratorias superiores e inferiores están anatómicamente juntas, lo que permite que las bacterias ingresen a los pulmones a través del aire y las secreciones nasales. La creciente evidencia sugiere que las comunidades bacterianas en las vías respiratorias superiores ayudan a evitar que los patógenos infecten las superficies mucosas y se propaguen a las vías respiratorias inferiores.

Sin embargo, probar esto ha sido difícil debido a la falta de datos cuantitativos para explicar esto y las diferencias individuales. Los métodos de muestreo actuales que infieren o miden directamente la composición de la microbiota pulmonar se contaminan fácilmente y contienen solo pequeñas cantidades de biomasa para medir.

«Hasta ahora, no se ha realizado ningún análisis cuantitativo del proceso de formación del microbioma pulmonar y hemos cerrado esta brecha», dijo Ding.

Para ello recurrieron a la metagenómica. «La secuenciación metagenómica es una técnica que determina la presencia de varios microorganismos como bacterias, hongos y virus en una muestra a través de la secuenciación de ácidos nucleicos, independientemente del aislamiento y cultivo», dijo Ding. “Integramos la secuenciación metagenómica y el perfil de citoquinas [small proteins that are crucial in controlling the growth and activity of immune system cells] con información clínica detallada para analizar la asociación sistémica entre la microbiota oral y pulmonar”.

eliminar la incertidumbre

En el estudio reciente, los investigadores reclutaron a 67 pacientes con cáncer de pulmón y 32 voluntarios con enfermedades pulmonares no cancerosas y recolectaron sus muestras de fluidos salivales, nasales, orofaríngeos y de lavado broncoalveolar (BAL).

“Hicimos un perfil de las composiciones microbianas de las muestras de hisopos nasales, salivales y orofaríngeos del LBA. […] datos de secuenciación de genes y calculó las similitudes entre estas muestras», escribió el equipo en su artículo.

Ding señaló que tuvieron mucho cuidado en eliminar los falsos positivos a través del cumplimiento estricto de los protocolos de prueba y los controles negativos para proporcionar la mayor cantidad posible de una imagen real de la comunidad microbiana en la muestra, especialmente en las muestras con bajo contenido de biomasa.

El líquido de lavado broncoalveolar, que se extrae de las profundidades de los pulmones, es particularmente delicado. «[These] Las muestras son muy susceptibles a la contaminación de las vías respiratorias superiores y muestras orales, por lo que todas las cirugías [were] realizado por especialistas respiratorios con más de cinco años de experiencia en broncoscopia para evitar la contaminación», dijo Ding. «El líquido de lavado broncoalveolar también tiene poca biomasa y puede introducir contaminación adicional durante la entrega de la muestra, la extracción de ADN y la secuenciación de la biblioteca, por lo que hemos implementado estrictos controles negativos para garantizar la autenticidad de la información de la muestra».

Una gran cantidad de nueva evidencia clínica para bacterias en el microbioma pulmonar

El equipo pudo combinar datos de todas las muestras y evaluar sus contribuciones bacterianas utilizando lo que se conoce como un modelo neutral de múltiples fuentes. Los resultados sugieren que la formación de la microbiota pulmonar es de hecho un proceso de múltiples fuentes, pero la cavidad oral y la orofaringe tienen la mayor influencia debido a su proximidad.

Ding dice que es importante destacar que las bacterias orales parecen formar dos tipos de microbiota pulmonar: tipo de entrada oral alta y tipo de entrada oral baja, un hallazgo que pudieron confirmar es universal en diferentes poblaciones utilizando dos conjuntos de datos públicos.

“Esto solo sirve para subrayar la importancia de la salud oral […] Por ejemplo, los pacientes con dificultades para tragar y baja conciencia (p. ej., pacientes con lesión cerebral traumática) tienen más probabilidades de desarrollar neumonía, que generalmente es causada por grupos de bacterias en la cavidad oral que se congestionan en los pulmones”, escribieron.

“En las infecciones virales respiratorias, la microbiota oral está estrechamente relacionada con la infección pulmonar por el síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2), particularmente en pacientes con COVID-19 grave cuya hipoxia pulmonar es más severa y promueve el crecimiento de anaerobios y anaerobios facultativos. de la microbiota bucal. Por lo tanto, el cuidado de la salud bucal es crucial”.

Usando las muestras recolectadas, el equipo descubrió que la intensidad de la comunicación entre la microbiota de la boca y el pulmón está estrechamente relacionada con los niveles de citoquinas pulmonares, que son pequeñas proteínas esenciales para el crecimiento y la actividad del sistema inmunológico y las células sanguíneas son cruciales. «La propagación de los microbios orales a los pulmones es heterogénea, con más microbios orales que ingresan a los pulmones asociados con una función pulmonar disminuida y un aumento de las citoquinas proinflamatorias en los pulmones», dijeron.

Un nuevo enfoque diagnóstico

A través de su trabajo, los científicos también identificaron características de la microbiota salival que pueden usarse para predecir el estado de la microbiota pulmonar, abriendo la puerta a posibles pruebas basadas en saliva para la evaluación y regulación no invasivas de la salud respiratoria.

«Nuestro estudio proporciona una justificación para el futuro diagnóstico e intervención de la microbiota pulmonar a través de la regulación o manipulación de los microbios orales», dijo Ding. «La cavidad oral es un reservorio de recursos de microbiota respiratoria e intestinal, y es posible que se necesiten más estudios para examinar la correspondencia entre los dos neumotipos microbianos y la microbiota salival altamente individualizada, identificada en nuestro estudio como diagnóstico pulmonar basado en microbiota oral e intervenciones pulmonares. podría tener una importancia clínica significativa”.

Si bien se ha recopilado información importante, esto es solo la punta del iceberg. “Nos enfocamos únicamente en las conexiones entre la microbiota oral y pulmonar. Sin embargo, el microbioma humano es un ecosistema altamente integrado y las conexiones entre la microbiota en diferentes partes del cuerpo, incluidas las diferentes vías respiratorias, deben estudiarse en detalle.

«También hemos observado que algunos géneros raros, como Brevundimonas y bacilo en la cavidad nasal, estaban ausentes en la cavidad oral pero estaban involucradas en la formación de microbiota pulmonar, lo que sugiere que estas bacterias juegan un papel importante en la configuración del microambiente pulmonar. Esto justifica una mayor investigación”.

Referencia: Guo-Bao Tian, ​​Tao Ding, et al., La entrada microbiana oral diferencial determina dos neumotipos de microbiota asociados al estado de salud, Ciencias Avanzadas (2022). DOI: 10.1002/adv.202203115

Crédito de imagen destacado: Nadya en Pixabay

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