Personal investigador del CIBER de las áreas Fisiopatología de la Obesidad y Nutrición (CIBEROBN), Salud Pública (CIBERESP) y del Instituto de Investigación Biomédica de Girona Dr. Josep Trueta (IDIBGI) estudia las asociaciones entre la presencia de proteobacterias como componentes de la microbiota de diversos órganos y la resistencia a la insulina. Diferentes ácidos biliares y un conjunto de genes involucrados en el sistema inmunitario también se asociaron con la resistencia a la insulina. Uno de los aspectos más valiosos de estos resultados, publicados en la revista científica “Gut”, es la amplitud excepcional del análisis en varios aspectos: en la variedad de grupos de población incluidos, en la cantidad de tejidos donde se ha examinado la microbiota, y en los niveles de regulación biológica que se han estudiado.
La insulina es una hormona que ayuda al cuerpo a controlar los niveles de azúcar, o glucosa, en sangre. Una sensibilidad elevada a la insulina (o baja resistencia) permite que las células del cuerpo utilicen la glucosa en sangre de manera más eficaz, reduciendo su nivel en sangre. El equipo del IDIBGI ha encontrado una asociación entre la resistencia a la insulina y las proteobacterias (un componente de la microbiota), los ácidos biliares y un conjunto de genes relacionados con el sistema inmunitario.
Para llegar a estos resultados, el equipo ha estudiado la microbiota presente en los principales tejidos implicados en el metabolismo de la glucosa y la insulina: el tejido adiposo, el hígado y el intestino (delgado y grueso). Además, el estudio se ha realizado en seis grupos diferentes de personas de distintas procedencias, con resultados consistentes en todos ellos.
Otro aspecto diferenciador de esta investigación ha sido el análisis, en todos estos grupos poblacionales y tejidos, de un gran conjunto de factores que intervienen en diferentes capas de regulación biológica, es decir, se ha examinado qué ocurre a nivel genético, en la regulación de lípidos y metabolitos, o en la microbiota del intestino, hígado y tejido graso. Para descifrar toda esta información, se han utilizado métodos computacionales complejos de integración de datos y también de machine learning para observar cómo se relacionan todos estos datos y poder extraer conclusiones sobre cómo se conectan entre sí.
Para investigar la influencia de las proteobacterias en la resistencia a la insulina, el equipo complementó el estudio examinando los efectos de una especie de proteobacterias, Enterobacter Cloacae, en las moscas de la fruta (Drosophila melanogaster). Al administrarles Enterobacter Cloacae en su alimentación, se observó que, cuando tienen cantidades elevadas de este microorganismo en su microbiota, las moscas absorbían el azúcar mucho más lentamente. A su vez, se observó una desregulación de un grupo de genes en diferentes órganos, comparables a genes asociados con la resistencia a la insulina en humanos.
Finalmente, el estudio también ha identificado un conjunto de genes involucrados en la respuesta viral del organismo, que se sobreexpresaban cuando los niveles de glucosa eran elevados. Esta asociación se examinó en tres de los grupos poblacionales y en cuatro tejidos (el tejido adiposo y tres partes diferentes del intestino).
Esta investigación aporta una gran cantidad de información para comprender mejor el eje existente entre el intestino, el tejido adiposo y el hígado. Los resultados identifican elementos que influyen en la expresión de genes vinculados a la resistencia a la insulina, abriendo la puerta al diseño futuro de estrategias terapéuticas basadas en la composición de la microbiota, como, por ejemplo, disminuyendo los niveles de proteobacterias.
En este estudio ha participado personal investigador del grupo de Cirugía General y Digestiva del IDIBGI, junto con personal investigador del Instituto Nacional de la Salud y la Investigación Médica (INSERM) y del Instituto Pasteur de Lille (Francia), del Imperial College de Reino Unido y, en España, de la Fundación para el Fomento de la Investigación Sanitaria y Biomédica de la Comunidad Valenciana (Fisabio)-CIBERESP, del Instituto de Investigación Sanitaria de Navarra, del Instituto de Investigación Sanitaria de Santiago de Compostela, del Instituto de Investigación Sanitaria de Córdoba y del Instituto de Investigación Biomédica de Málaga.
El estudio ha sido liderado por personal investigador del IDIBGI y del CIBEROBN: José Manuel Fernández-Real, jefe del grupo de investigación en Nutrición, Eumetabolismo y Salud, y jefe de la sección de Endocrinología del Hospital Trueta; Jordi Mayneris-Perxachs, jefe del grupo de investigación en Medicina y Biología Integrativa de Sistemas; Anna Castells-Nobau, investigadora postdoctoral de ambos grupos; y José Maria Moreno Navarrete, investigador consolidado de la red CIBER del grupo de Nutrición, Eumetabolismo y Salud.
Artículo de referencia:
Castells-Nobau A, Moreno-Navarrete JM, de la Vega-Correa L, et al. Multiomics of the intestine-liver-adipose axis in multiple studies unveils a consistent link of the gut microbiota and the antiviral response with systemic glucose metabolism. Gut. Published Online First: 02 October 2024. doi: 10.1136/gutjnl-2024-332602
