23.03.2020 - Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU)

La forma en que el microbioma está involucrado en el desarrollo del cáncer

A pesar de los importantes avances en la prevención y el tratamiento del cáncer, año tras año se produce un aumento constante del número de muertes causadas por la malignidad. En los países industrializados, una de cada dos o tres personas desarrolla una forma de cáncer durante el transcurso de su vida, y la tendencia va en aumento. Durante mucho tiempo, ciertos patógenos, en particular virus y bacterias, han sido considerados como causas potenciales de cáncer. Se reconocen como factores de riesgo tres virus y una bacteria: el virus del papiloma humano, los virus de la hepatitis humana B y C, así como la bacteria Helicobacter pylori que se encuentra habitualmente en el estómago. Pero además de estos patógenos conocidos, ¿tiene un microbioma sano, es decir, la totalidad y el equilibrio de los microorganismos del cuerpo, un papel en el desarrollo del cáncer?

Un equipo de investigación dirigido por el profesor Thomas Bosch de la Universidad de Kiel ha demostrado, utilizando el sencillo pólipo de agua dulce Hydra como modelo experimental, que tras una alteración ambiental de la comunidad bacteriana normal, el tejido de un organismo huésped puede ser colonizado por bacterias del medio ambiente. El contacto con los microbios ya presentes conduce entonces a la producción de factores bacterianos que tienen un efecto perjudicial en las estructuras celulares de la Hydra y, en última instancia, desencadenan la formación de tumores.

Orígenes evolutivos del cáncer

El equipo de investigación se vio impulsado a utilizar el enfoque evolutivo del cáncer por sus hallazgos anteriores de la labor sobre los orígenes del cáncer durante la historia evolutiva de la vida. Hace varios años, los investigadores ya utilizaron el pólipo de agua dulce Hydra, un organismo multicelular filogenéticamente antiguo, para demostrar que, en principio, todos los animales multicelulares pueden formar tumores. "Creemos que el cáncer es un legado de la transición a la multicelularidad en las primeras etapas de la evolución de la vida", subrayó el Dr. Alexander Klimovich, investigador en el ámbito de la biología celular y del desarrollo de la Universidad de Kiel y líder del estudio. "Dado que todos los organismos multicelulares también poseen un microbioma, y han evolucionado junto con sus simbiontes microbianos a lo largo de millones de años, es lógico formular la hipótesis de que los microorganismos también están implicados en el desarrollo del cáncer", continuó Klimovich.

La interrupción de la colonización bacteriana desencadena la formación de un tumor

En experimentos de laboratorio, el investigador doctoral Kai Rathje, miembro del equipo de investigación, ha podido demostrar ahora esa implicación causal de especies bacterianas individuales y sus interacciones dentro del microbioma en los cnidarios. "La hidra desarrolla cáncer si un tipo específico de bacterias extrañas de los espiroquetas de filo se hace cada vez más prevalente en el microbioma, y por lo tanto altera el equilibrio de la colonización bacteriana en su tejido", subrayó Klimovich. "Curiosamente, estas bacterias ejercen su influencia nociva sólo en presencia de algunas otras bacterias del género Pseudomonas, que forman parte de la composición normal del microbioma", continuó Klimovich.

Así pues, la interacción de los microbios entre sí está implicada en la formación de tumores en los cnidarios, y el impulso inicial también procede de la influencia del medio ambiente: los organismos adquieren inicialmente los espiroquetas nocivos del agua circundante. Sin embargo, las bacterias invasoras sólo colonizan con éxito el tejido del huésped si el tejido de la hidra ya ha sido debilitado por factores cambiantes del medio ambiente. Estos factores incluyen un cambio en la temperatura y el consiguiente cambio en la colonización microbiana. Los investigadores pudieron demostrar experimentalmente que las espiroquetas y las bacterias Pseudomonas del microbioma natural interactúan entre sí y, por lo tanto, ambas modifican su comportamiento de forma drástica. Cuando se encuentran, las bacterias modifican sus patrones de movimiento y buscan el contacto directo entre ellas. Como resultado, también comienzan a expresar información genética diferente y, por lo tanto, en particular, activan factores que tienen un efecto patógeno para el organismo anfitrión. Debido a estos cambios, el equilibrio microbiano en el tejido de los cnidarios se ve alterado, lo que va seguido de cambios estructurales en las células y, en última instancia, de la formación de tumores. La forma en que se producen estas interacciones a nivel molecular y los mecanismos bioquímicos específicos que intervienen en esta forma de desarrollo del cáncer son objeto de investigaciones actualmente en curso.

El microbioma - puerta de entrada y barrera protectora al mismo tiempo

"Nuestros novedosos hallazgos apuntan a un principio universal que ampliará nuestra comprensión de la patogénesis del cáncer, a saber, como una interacción integral de factores genéticos y ambientales, incluyendo influencias microbianas específicas", enfatizó el profesor Thomas Bosch, jefe de biología celular y del desarrollo de la Universidad de Kiel y portavoz del CRC 1182. "Los nuevos hallazgos de la investigación muestran que un aspecto importante en la patogénesis del cáncer se puede encontrar en el contexto de las interacciones microbianas - sólo la presencia común de ciertas bacterias interactuando entre sí dentro de un microbioma perturbado permitió la formación de tumores en el caso que investigamos. Por lo tanto, en muchos casos, probablemente no sea un simple intruso malintencionado, sino el mal funcionamiento del microbioma como barrera protectora del cuerpo en su conjunto lo que puede promover el desarrollo del cáncer", añadió Bosch.

Estos hallazgos ofrecen una perspectiva prometedora, ya que la función protectora del microbioma podría utilizarse en el futuro: "La colonización microbiana del cuerpo normalmente equilibra y protege al organismo contra influencias dañinas, potencialmente incluso contra influencias cancerígenas", dijo Bosch. "Las futuras investigaciones demostrarán si esta capacidad del microbioma para mantener una barrera saludable que proteja al organismo de la colonización por microorganismos nocivos puede utilizarse también para la prevención del cáncer", continuó Bosch. En el futuro, podría haber intervenciones específicas en la composición del microbioma. Esas manipulaciones podrían obstaculizar el establecimiento de ciertas comunidades bacterianas promotoras del cáncer y, por consiguiente, restablecer el equilibrio saludable del microbioma. Sin embargo, se requiere una investigación fundamental más amplia antes de que se puedan aplicar esas medidas o tratamientos preventivos.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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