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Grieneisen et al. analyzed 16,234 gut microbiome profiles, collected over 14 years from 585 wild baboons, to reveal that host genetic effects on the gut microbiome are nearly universal. Image credit: Darryl Leja, National Human Genome Research Institute, National Institutes of Health. |
La heredabilidad del microbioma intestinal es casi universal, pero depende del entorno
Los parientes tienen microbiomas intestinales más similares que los que no lo son, pero el grado en que esta similitud es resultado de genotipos compartidos o de entornos compartidos ha sido controvertido. Aquí, aprovechamos 16.234 perfiles del microbioma intestinal, recogidos a lo largo de 14 años de 585 babuinos salvajes, para revelar que los efectos genéticos del huésped en el microbioma intestinal son casi universales. Si se controla la dieta, la edad y la variación socioecológica, el 97% de los fenotipos del microbioma fueron significativamente heredables, incluidos varios de los que se ha informado que son heredables en los seres humanos. La heredabilidad fue típicamente baja (media = 0,068), pero fue sistemáticamente mayor en la estación seca, con baja diversidad de la dieta, y en los huéspedes de mayor edad. Demostramos que los perfiles longitudinales y los tamaños de muestra grandes son cruciales para cuantificar la heredabilidad del microbioma, e indican el alcance de la selección de las características del microbioma como fenotipo del huésped.
"El medio ambiente desempeña un papel más importante en la formación del microbioma que los genes", dijo la profesora Elizabeth Archie, investigadora del Departamento de Ciencias Biológicas de la Universidad de Notre Dame.
"Pero lo que hace nuestro estudio es alejarnos de la idea de que los genes desempeñan un papel muy poco importante en el microbioma y acercarnos a la idea de que los genes desempeñan un papel omnipresente, aunque pequeño".
El microbioma intestinal realiza varias tareas. Además de ayudar a la digestión de los alimentos, crea vitaminas esenciales y ayuda a entrenar el sistema inmunitario.
Los estudios anteriores sobre el microbioma intestinal en humanos mostraron que sólo entre el 5 y el 13% de los microbios eran heredables, pero el profesor Archie y sus colegas plantearon la hipótesis de que esta cifra tan baja se debía a un enfoque "instantáneo" del estudio del microbioma intestinal: todos los estudios anteriores sólo medían los microbiomas en un momento dado.
En su estudio, los investigadores analizaron 16.234 perfiles del microbioma intestinal de 585 babuinos salvajes de Amboseli.
Los perfiles del microbioma de las muestras mostraron variaciones en la dieta de los babuinos entre las estaciones húmedas y secas.
Los científicos descubrieron que el 97% de los rasgos del microbioma, incluida la diversidad general y la abundancia de microbios individuales, eran significativamente heredables.
Sin embargo, el porcentaje de heredabilidad parece mucho más bajo -sólo un 5%- cuando se analizan muestras de un solo punto en el tiempo, como se hace en los humanos. Esto subraya la importancia de estudiar muestras del mismo huésped a lo largo del tiempo.
"Esto sugiere que en el trabajo con humanos, parte de la razón por la que los investigadores no han encontrado esa heredabilidad es porque en los humanos no tienen una década y media de muestras fecales en el congelador, y no tienen toda la información inicial del huésped (individual) que necesitan para desentrañar estos detalles", dijo el profesor Archie.
La heredabilidad del microbioma era normalmente un 48% mayor en la estación seca que en la húmeda, lo que puede explicarse por la dieta más diversa de los babuinos durante la estación de lluvias. La heredabilidad también aumentó con la edad.
"Como el estudio también demostró el impacto significativo del medio ambiente en el microbioma intestinal de los babuinos, nuestros resultados concuerdan con estudios anteriores que muestran que los efectos ambientales en la variación del microbioma intestinal desempeñan un papel más importante que los efectos genéticos aditivos", señalan los autores.
Fuentes, créditos y referencias:
Sus resultados aparecen esta semana en la revista Science.
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Laura Grieneisen et al. 2021. La heredabilidad del microbioma intestinal es casi universal, pero depende del entorno. Science 373 (6551): 181-186; doi: 10.1126/science.aba5483