Descubren cómo los microbios intestinales están implicados en el cáncer de vejiga

Un estudio del Laboratorio Europeo de Biología Molecular, en colaboración con la Universidad de Split (Croacia), demuestra que las bacterias intestinales pueden metabolizar agentes carcinógenos y hacer que se acumulen en órganos distantes, provocando el desarrollo de tumores como el de vejiga.

Los intestinos albergan más de 10.000 millones de microbios. Desde la descomposición de los nutrientes de los alimentos hasta el refuerzo de la inmunidad frente a agentes patógenos. Estos microbios desempeñan un papel esencial en la interacción con el mundo, lo que incluye, como demuestra el estudio, la forma en la que el organismo responde a los carcinógenos y desarrolla el cáncer.

Los carcinógenos son sustancias químicas que pueden hacer que las células normales se transformen en cancerosas, dando lugar a tumores. Se encuentran en muchos lugares y el humo del tabaco es una de las fuentes más conocidas.

Los investigadores ya han descubierto que si se expone a ratones a la nitrosamina BBN, una de las sustancias químicas presentes en el humo del tabaco, desarrollan de forma fiable una forma agresiva de cáncer de vejiga. Por eso se utiliza habitualmente como modelo de laboratorio del cáncer inducido por carcinógenos.

El laboratorio de Janos Terzic, de la Universidad de Split, estaba estudiando este modelo cuando hizo una curiosa observación. Si los ratones eran alimentados con antibióticos, a una dosis que mata el 99,9% de sus bacterias intestinales al mismo tiempo que eran expuestos al BBN, las probabilidades de que formaran tumores eran mucho menores. "Mientras que el 90% de los ratones expuestos al BBN desarrollaron tumores de vejiga, solo el 10% de los que también recibieron antibióticos lo hicieron. Esto nos llevó a plantear la hipótesis de que las bacterias intestinales podrían estar implicadas en la regulación del modo en que el BBN se procesa en el organismo", explica Blanka Roje, coautora del estudio.

"La disminución de la incidencia tumoral fue tan espectacular que al principio dudé de los resultados, pensando que debíamos de haber cometido un error en alguna parte del experimento. En consecuencia, repetimos el experimento cinco veces antes de convertirnos finalmente en 'creyentes'", afirma Terzic. "Fue fantástico darnos cuenta de que con un tratamiento (antibiótico) éramos capaces de abolir el desarrollo del cáncer".

Biotransformación

En colaboración con el EMBL de Heidelberg (Alemania), liderado por Michael Zimmermann y especializado en el uso de métodos de alto rendimiento para estudiar las funciones del microbioma intestinal, centrado en la biotransformación, ambos grupos de investigación se unieron para averiguar si las bacterias intestinales afectaban a la respuesta de los ratones al carcinógeno. La biotransformación es la capacidad que tienen los microorganismos de alterar o descomponer las sustancias químicas de su entorno.

De esta manera, utilizando diversos métodos de microbiología y biología molecular, los investigadores descubrieron que las bacterias que viven en el intestino de los ratones pueden convertir el BBN en BCPN que, al igual que el anterior, el BCPN pertenece a una clase de compuestos llamados nitrosaminas. Sin embargo, el equipo descubrió que, a diferencia del BBN, el BCPN se concentra en la vejiga urinaria y desencadena la formación de tumores de forma dependiente del microbioma.

La investigación 

Los investigadores estudiaron más de 500 bacterias aisladas y cultivadas para identificar las especies bacterianas específicas implicadas en la conversión de BBN en BCPN. "Encontramos 12 especies capaces de llevar a cabo esta biotransformación cancerígena", explica Boyao Zhang, coautor del estudio y antiguo estudiante de doctorado del grupo de Zimmermann.

"Nos sorprendió descubrir que muchas de esas especies estaban asociadas a la piel y se encontraban en una abundancia relativamente baja en el intestino", añade. Los investigadores pensaron que podía haber alguna transferencia transitoria de esas bacterias de la piel al intestino como consecuencia del acicalamiento de los animales, pero era importante averiguar si estas conclusiones también se aplicarían a los humanos.

Tras estos estudios iniciales en ratones, los científicos utilizaron muestras fecales humanas para demostrar que las bacterias intestinales humanas también pueden convertir la BBN en BCPN. Como prueba de concepto, demostraron que si se trasplantaban heces humanas al intestino de un ratón sin microbioma intestinal propio, también podían convertir BBN en BCPN.

Sin embargo, los investigadores observaron grandes diferencias individuales en la capacidad del microbioma intestinal humano para metabolizar el BBN, así como en las especies bacterianas implicadas en la biotransformación. "Creemos que esto sienta las bases para seguir investigando si el microbioma intestinal de una persona representa una predisposición a la carcinogénesis inducida químicamente y, por tanto, podría utilizarse para predecir el riesgo individual y prevenir potencialmente el desarrollo del cáncer", afirma Zimmermann.

"Esta diferencia en la microbiota interindividual podría explicar por qué algunas personas, a pesar de estar expuestas a carcinógenos potenciales, no desarrollan cáncer, mientras que otras sí", añade Terzic.

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