Redacción
De las decenas de miles de microbios que pueblan el microbioma intestinal de un humano adulto, alrededor del 3% son huéspedes externos que provienen de los alimentos que consumimos. En el caso de los lactantes, la población de microorganismos vivos de origen alimentario alcanza el 56% de toda la microbiota, según un estudio internacional publicado en la revista Cell.
Dicha investigación, que ha contado con participación española, ha elaborado un mapa del ‘microbioma alimentario’. Es decir, una gran base de datos con hasta 10.899 microbios (la mitad, especies desconocidas) asociados a los alimentos, después de secuenciar los metagenomas de 2.533 productos diferentes.
Es, hasta la fecha, la mayor base de datos disponible sobre microbiomas de alimentos. De acceso libre, la bautizada como Curated Food Metagenomic Database (CFMD), permitirá su uso y aplicación a gran escala desde el ámbito académico y la industria. A ella han contribuido equipos de la Universidad de Nápoles Federico II (Italia), la Universidad de León (España), MATIS (Islandia) y FFoQSI (Austria), con muchos otros colaboradores.
Este hito ha sido posible gracias al uso de innovaciones como la metagenómica, una herramienta molecular que les permitió secuenciar simultáneamente todo el material genético de cada muestra alimentaria. Esta técnica se utiliza a menudo para caracterizar el microbioma humano o analizar muestras ambientales, pero hasta ahora no se había empleado para investigar los alimentos a gran escala.
Como reconoce Nicola Segata, coautor principal y microbiólogo computacional de la Universidad de Trento y el Instituto Europeo de Oncología de Milán, “ahora podemos empezar a utilizar esta referencia para comprender mejor cómo la calidad, la conservación, la seguridad y otras características de los alimentos están relacionadas con los microbios que contienen”.
La elaboración del mapa del microbioma alimentario ha sido posible gracias al uso de la metagenómica, una herramienta molecular que les permitió secuenciar simultáneamente todo el material genético de cada muestra alimentaria
Por su parte, Abelardo Margolles, investigador del Instituto de Productos Lácteos de Asturias (IPLA-CSIC), que ha participado en la elaboración de la base de datos, también ha resaltado que “este recurso marcará un hito en la investigación en microbiología de alimentos”, señala.
Como recuerda otro de los participantes en el estudio, Paul Cotter, de Teagasc, APC Microbiome Ireland y VistaMilk Ireland, a pesar de que los microbiólogos de alimentos llevan “más de cien años” estudiándolos y realizando pruebas de seguridad alimentaria, se han “infrautilizado las modernas tecnologías de secuenciación del ADN”. “Este es el punto de partida de una nueva oleada de estudios en este campo en los que aprovechamos al máximo la tecnología molecular disponible”, celebra.
Comprender el microbioma de los alimentos también podría tener implicaciones para la salud humana, ya que algunos de los microbios que comemos podrían convertirse en miembros estables de nuestros propios microbiomas.
Para examinar los solapamientos entre los microbios asociados a los alimentos y el microbioma humano, el equipo comparó su nueva base de datos con 19.833 metagenomas humanos secuenciados previamente.
“Esto sugiere que algunos de nuestros microbios intestinales pueden adquirirse directamente de los alimentos, o que históricamente las poblaciones humanas obtenían estos microbios de los alimentos y luego esos microbios se adaptaban para formar parte del microbioma humano. Puede parecer sólo un pequeño porcentaje, pero ese 3% puede ser extremadamente relevante por su función dentro de nuestro organismo. Con esta base de datos, podemos empezar a estudiar a gran escala cómo las propiedades microbianas de los alimentos podrían repercutir en nuestra salud”, analiza.
Potenciales vías de desarrollo
El propio Margolles detalla que los hallazgos permitirían identificar y localizar aquellos microbios alimentarios propicios para el microbioma, de la misma manera que otros que no sean tan beneficiosos. “Los microbios alimentarios pueden tener tanto un impacto positivo en la producción de alimentos (por ejemplo, a través de su fermentación), como negativo (en su deterioro o en su implicación en la transmisión de enfermedades). Tradicionalmente, los microorganismos alimentarios se han estudiado cultivándolos en caldos o placas de Petri, pero este proceso es lento y no todos los microbios son cultivables”.
En total, el equipo analizó 2.533 metagenomas asociados a alimentos procedentes de 50 países, incluidos 1.950 metagenomas recién secuenciados. Estos metagenomas procedían de diversos tipos de alimentos, de los cuales el 65% eran lácteos, el 17% bebidas fermentadas y el 5% carnes fermentadas.
Estos metagenomas comprendían material genético de 10.899 microbios asociados a alimentos clasificados en 1.036 especies bacterianas y 108 especies fúngicas. Los alimentos similares tendían a albergar tipos similares de microbios -por ejemplo, las comunidades microbianas de diferentes bebidas fermentadas eran más parecidas entre sí que a los microbios de la carne fermentada-, pero había más variación entre los productos lácteos, probablemente debido al mayor número de productos lácteos estudiados.
En total, el equipo analizó 2.533 metagenomas, la mayor parte de productos lácteos, asociados a alimentos procedentes de 50 países, incluidos 1.950 metagenomas recién secuenciados
Aunque los investigadores no identificaron muchas bacterias patógenas en las muestras de alimentos, sí detectaron algunos microbios que podrían ser menos deseables debido a su impacto en el sabor o la conservación de los alimentos. Saber qué microbios ‘pertenecen’ a los distintos tipos de alimentos podría ayudar a los productores (tanto industriales como a pequeña escala) a elaborar productos más consistentes y deseables. También podría ayudar a los reguladores alimentarios a definir qué microbios deben y no deben estar en determinados tipos de alimentos y a autentificar la identidad y el origen de los alimentos ‘locales’.
“Algo sorprendente”, destaca Segata, “es que algunos microbios están presentes y desempeñan funciones similares incluso en alimentos muy diferentes y, al mismo tiempo, demostramos que los alimentos de cada instalación o granja local tienen características únicas. Esto es importante porque podría mejorar aún más la idea de la especificidad y la calidad de los alimentos locales, e incluso podríamos utilizar la metagenómica para autentificar los alimentos procedentes de una instalación o ubicación determinada”.
Consorcio MASTER EU
“El estudio es uno de los principales resultados del consorcio MASTER EU, una iniciativa financiada por la UE en la que participan 29 socios de 14 países y cuyo objetivo es caracterizar la presencia y función de los microbios a lo largo de toda la cadena alimentaria. En el futuro, queremos explorar la diversidad de estos microbiomas alimentarios con respecto a distintos alimentos, culturas, estilos de vida y poblaciones”, afirma Cotter.
En la parte española, han participado también en este consorcio investigadores de otros tres centros del CSIC: la Estación Experimental de El Zaidín (EEZ-CSIC), el Instituto de Investigación en Ciencias de la Alimentación (CIAL, CSIC-UAM) y el Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (IATA-CSIC).
El trabajo del CSIC se ha centrado en el análisis de quesos artesanales asturianos. “Se han analizado ambientes de 28 queserías pertenecientes a la Asociación de Queseros Artesanos del Principado de Asturias, y se ha comprobado que los quesos de cada instalación tienen características únicas. Esto es importante porque se podría asociar la especificidad y la calidad de los alimentos locales a su microbioma, e incluso posibilita utilizar el metagenoma como un marcador de autenticidad del alimento, representado una poderosa herramienta para garantizar su trazabilidad y origen”, concluye Margolles.
