Desarrollos significativos en el campo de los diagnósticos médicos durante la última década, como biopsias líquidas, pruebas genéticas y microbiómica, muestran un potencial creciente para una implementación más amplia, particularmente en el diagnóstico del cáncer.
El análisis del microbioma para prevenir, diagnosticar, tratar e incluso curar enfermedades probablemente impactará la mortalidad y la morbilidad en el futuro y presenta una serie de oportunidades y desafíos para la industria del seguro de vida.
El microbiota es el grupo colectivo de microbios que habitan varios sitios del cuerpo, mientras que el microbioma abarca todos los microorganismos y sus genes.
Nuevas investigaciones continúan surgiendo sobre cómo funciona el cuerpo humano a nivel microbiano y su impacto en la salud. Por ejemplo, ahora sabemos que la infección por Helicobacter pylori está relacionada con un mayor riesgo de cáncer gastroesofágico y que la infección por el virus del papiloma humano está relacionada con un mayor riesgo de cáncer cervical.[1] Aproximadamente el 15-20% de los cánceres son atribuibles a infecciones microbianas, que pueden causar inflamación, daño del ADN y proliferación celular.[2] Claramente, la microbiómica es un área que merece una mayor investigación.
¿Qué son la Microbiómica y el Microbioma?
La microbiómica es el estudio de la estructura, función y dinámica del microbioma. El microbiota humano se define como el grupo de microbios que habitan varios sitios del cuerpo humano y su ecosistema. Este ecosistema microbiano abarca todos los microorganismos (y sus genes) que viven dentro y sobre nosotros y afectan la salud y la enfermedad humanas, incluidos bacterias, hongos, protozoos y virus que viven predominantemente en la cavidad oral, las fosas nasales y el intestino.[3] La mayoría de los microbios en el cuerpo humano son bacterias comensales.
Cada ser humano tiene una mezcla única de microbiota llamada microbioma. La mayoría de los 39 billones de microbios se encuentran en el intestino e incluyen aproximadamente 1,000 especies diferentes, mientras que el microbioma oral es el segundo más grande, albergando alrededor de 700 especies diferentes.[2, 4] La mayoría de estos microorganismos son inofensivos y están involucrados en procesos regulares como la digestión de nutrientes, la producción de vitaminas y la protección inmune contra bacterias dañinas.[5]
El microbioma varía significativamente de persona a persona y cambia con el tiempo, ya que está influenciado por la genética, el medio ambiente, las enfermedades, el estilo de vida y la dieta.[6] El consumo de tabaco y alcohol, un índice de masa corporal (IMC) alto y la exposición a la contaminación del aire – todos conocidos factores de riesgo para el cáncer – pueden alterar el microbioma, al igual que los productos farmacéuticos y las infecciones. Al menos 15 tipos diferentes de bacterias se han encontrado en los cigarrillos, por ejemplo, y el fumar lleva a la disbiosis (ver más abajo) del microbioma oral.
Es la composición del microbioma más que la presencia o ausencia de patógenos específicos lo que puede ayudar a identificar el desarrollo de enfermedades.[7] Las perturbaciones en el microbioma, conocidas como disbiosis, juegan un papel en varias condiciones como el cáncer, las enfermedades cardiovasculares, la enfermedad inflamatoria intestinal y la diabetes no insulinodependiente.[8] Específicamente, la disbiosis oral se ha vinculado a la enfermedad periodontal y a los cánceres de la boca, esófago, hígado, estómago, mama, pulmón, colon y recto.[4]
El Microbioma y el Cáncer
La disbiosis del microbioma se ha asociado con el desarrollo del cáncer.
Gran parte de la investigación del microbioma está actualmente dirigida a la detección temprana de los cánceres de pulmón, hígado, páncreas y ovarios. Estos cánceres son típicamente difíciles de detectar en etapas tempranas y, por lo tanto, las tasas de supervivencia a cinco años son generalmente muy bajas. Por ejemplo, las tasas de supervivencia general para el adenocarcinoma ductal pancreático (PDAC) son tan bajas como el 9%, con una tasa de supervivencia a cinco años del 11-25%. Todavía no existe una herramienta de detección efectiva para el cáncer de páncreas, lo que significa que el 80-90% de los pacientes con PDAC se presentan con una enfermedad avanzada para la cual no hay un tratamiento viable.[4] Se han identificado diferencias en la composición de la microbiota oral, intestinal, pancreática y sanguínea entre individuos con PDAC y controles sanos, y se han identificado firmas del microbioma para el cáncer de mama triple negativo y el carcinoma escamoso orofaríngeo.[9] Por lo tanto, usar marcadores microbiológicos para identificar a individuos en riesgo o con cáncer en etapa temprana podría transformar el cribado del cáncer.
Uso del Microbioma como Prueba Diagnóstica
Se pueden recolectar muestras biológicas de sangre, plasma, suero, saliva, orina, tejido o materia fecal de un individuo y utilizarlas para evaluar la composición patogénica del microbioma. Se encuentran microbios no solo en el tejido humano sano, sino también en los tejidos y la sangre de los cánceres. Mientras que el uso de plasma sanguíneo o suero es el método de muestreo biológico más ampliamente utilizado, la orina proporciona la mayor fuente de biomarcadores de enfermedades y, a diferencia de las muestras de sangre, se puede obtener de manera no invasiva.[10]
Se pueden examinar los microorganismos en el intestino utilizando una muestra de heces para proporcionar una indicación del tipo y niveles de patógenos en el tracto gastrointestinal. Sin embargo, el número y tipo de bacterias presentes pueden cambiar de muestra a muestra para el mismo individuo, y solo se puede determinar la presencia de las bacterias, no si están vivas o muertas.[8] Uno de los principales problemas en el uso del microbioma como marcador de enfermedades es la falta de referencias estándar en los diagnósticos del microbioma. Aunque hay varias pruebas comerciales de microbioma disponibles en los EE.UU., que cuestan entre $250-300, ninguna de ellas está aprobada por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA).[6]
El análisis de la composición general de la microbiota circulante podría conducir al uso del microbioma como un biomarcador para la presencia de cáncer y el pronóstico probable de ese cáncer. La investigación muestra que los cánceres de ovario tienen una composición distintiva de patógenos virales, bacterianos, fúngicos y parasitarios, mientras que los cánceres de mama, cabeza y cuello tienen sus propias firmas únicas. Estos microbiomas distintos podrían permitir a los científicos desarrollar terapias dirigidas a tratar cánceres con bajas tasas de supervivencia.[9]
Utilizando estudios de The Cancer Genome Atlas (TCGA) que identificaron firmas microbianas únicas en tejido y sangre para la mayoría de los tipos principales de cáncer, los investigadores demostraron que estas firmas microbianas eran predictivas cuando se aplicaban a pacientes con cáncer en estadio Ia-IIc. Probaron que los ácidos nucleicos microbianos derivados del plasma y libres de células podían discriminar entre controles sanos y múltiples tipos de cáncer, incluyendo próstata, pulmón y melanoma. Este tipo de estudios ofrece una gran esperanza para el desarrollo de nuevos diagnósticos y tratamientos basados en el cáncer.[11]
TABLA
Microbios Asociados con Tipos de Cáncer
| Microbio (niveles bajos o altos) | Trastorno |
| Lactobacillus (bajo), Clostridium y Bacteroides (alto) | Cáncer colorrectal [12] |
| Treponema denticola, Prevotella intermedia | Cáncer colorrectal [4] |
| Bacteroides, Clostridium, Desulfovibrio, Dorea, Enterobacter, Enterococcus, Escherichia-Shigella, Prevotella, Ruminococcus (alto); B. fragilis, C. perfringens, Bifidobacterium, F. prausnitzii, Lactobacillus, Lactococcus y Roseburia (bajo) | Cáncer gastrointestinal [12] |
| Alphapapillomavirus | Carcinoma de células escamosas cervicales, adenocarcinoma endocervical [11] |
| Orthohepadnavirus, Microcystis | Carcinoma hepatocelular [11] |
| Veillonella atypica, Fusobacterium nucleatum/hwasookii, Alloscardovia omnicolens (alto); Romboutsia timonensis, Faecalibacterium prausnitzii, Bacteroides coprocola, Bifidobacterium bifidum (bajo) | Adenocarcinoma ductal pancreático [13] |
| Salmonella enterica (subespecies: enterica serovar typhi y enterica serovar paratyphi) | Carcinoma de vesícula biliar [12] |
| Enterobacter, enterococcus y Clostridium (alto) | Carcinoma hepatocelular [12] |
Terapéutica
Las modificaciones dietéticas pueden ser una forma de cambiar el microbioma existente para mejorar la salud intestinal. Los elementos fermentables rápidamente en los alimentos procesados pueden inducir un crecimiento excesivo de bacterias en el intestino delgado, resultando en una composición microbiana poco saludable que puede inducir el crecimiento del cáncer. Por el contrario, una dieta mediterránea puede mejorar la salud del microbioma intestinal y proporcionar protección contra el cáncer colorrectal.[14] Por lo tanto, las estrategias nutricionales pueden ser importantes para promover un microbioma saludable.
El microbioma puede ayudar a explicar por qué algunos pacientes con cáncer responden a los inhibidores de puntos de control o experimentan quimiotoxicidad, mientras que otros no. Se ha identificado a las Gammaproteobacteria como responsables de la resistencia a la quimioterapia utilizada en el tratamiento del cáncer de colon.[5] Las inyecciones intratumorales utilizando bacterias modificadas o bacterias trasplantadas de un donante sano para alterar el microbioma en pacientes con cáncer es un método en investigación para combatir dicha resistencia.[1] Sin embargo, el uso de microbios para tratar el cáncer no es nuevo; el Mycobacterium bovis ha sido utilizado para tratar el cáncer de vejiga, mientras que otros productos microbianos han sido utilizados para inducir la activación inmune y la regresión tumoral.[2] Recientemente, los asesores del comité de la FDA aprobaron la terapia de trasplante de microbiota fecal para la infección por Clostridioides difficile (C. difficile). Esta terapia en investigación implica trasplantar bacterias beneficiosas en el intestino de un paciente con C. difficile recurrente y se ha encontrado que es efectiva en individuos que no respondieron a los antibióticos de primera línea. Aunque la FDA no está obligada a seguir el consejo del comité, frecuentemente lo hace.[15]
Resumen
El uso del microbioma como herramienta de detección de enfermedades es un desarrollo prometedor y muestra un gran potencial para su uso en diagnósticos y pronósticos de cáncer. Las herramientas de diagnóstico novedosas que aprovechan el microbioma intestinal podrían llevar a una identificación y tratamiento más tempranos de cánceres con tasas de supervivencia general bajas. Identificar las composiciones de microbiota en presencia de enfermedades podría ayudar a desarrollar nuevos tratamientos de precisión y permitir que las personas sanas tomen medidas profilácticas contra el desarrollo de cáncer. A medida que la investigación avanza hacia el aprovechamiento de la información del microbioma para mejorar los resultados de salud, se abre la posibilidad de mejorar las tasas de mortalidad y morbilidad, particularmente para los cánceres del tracto gastrointestinal y aquellos con resultados de supervivencia deficientes.
