domingo, noviembre 19, 2017

Pensar con el estómago (Entrevista al Dr Emeran Mayer)

Dr Emeran Mayer
En libros como Decisiones Instintivas de Gerd Gigerenzer o Inteligencia Intuitiva de Malcolm Gladwell, entre otros, se plantea la interesante cuestión de cómo los seres humanos, en numerosas ocasiones, tomamos decisiones sobre asuntos o situaciones muy complejos, sin apenas pensarlo conscientemente, en un parpadeo (“Blink”, así se titula en inglés el libro de Gladwell). Gracias a un reconocimiento de una serie de patrones característicos, que se produce a nivel inconsciente, uno reacciona rápidamente y detecta si un determinado estímulo o circunstancia son peligrosos, falsos, incompletos, desmesurados, ajustados o no al contexto etc. Un experto en arte puede reconocer una falsificación sin poder dar cuenta de porqué la obra es falsa. Es lo que se conoce como conocimiento experto, y es el que se adquiere después de año de práctica y repeticiones de cierta clase de acciones y aprendizajes. Por ejemplo el de un médico, un jefe de bomberos o un ajedrecista.
Pero como apunta Daniel Kahneman en su libro Pensar Rápido, Pensar Despacio, la intuición puede surgir tanto de nuestros sesgos y sus correspondientes heurísticos (o atajos mentales), cuando construimos la historia más creíble a partir de los escasos datos disponibles por pura asociación con algo que no se relaciona más que superficialmente con lo experimentado u observado, como de un conocimiento del que no se tiene conocimiento explícito pero que está ahí almacenado en nuestro cerebro para ser usado cuando las circunstancias así lo exijan. A esa conclusión al menos llegaron él y Gary Klein, hasta entonces enfrentados respecto al origen de las intuiciones. Como es natural, Kahneman sostenía que eran los sesgos y los heurísticos (campo al que había dedicado gran parte de su trabajo profesional) los responsables de las respuestas calificadas como intuitivas, mientras que Klein consideraba que las intuiciones eran el fruto del conocimiento o juicio expertos. Tras llegar a un compromiso razonable lo convirtieron en un artículo científico publicado conjuntamente (pueden verlo pinchando aquí).

El caso es que en toda ocasión recurrimos a nuestros recuerdos, sean conscientes o inconscientes, episódicos, procedimentales o emocionales, para juzgar lo que nos rodea y tomar decisiones. Y al ritmo que suele ir la vida, incluso la contemplativa, la intuición es una poderosa herramienta que nos ahorra recurrir a un sesudo razonamiento y análisis que dejaría pasar las oportunidades y consumarse los peligros.
Pero ¿de qué pasta están hechos los recuerdos? ¿Se ubican todos en el cerebro? ¿Tienen algún correlato físico, entendiendo por tal algún tipo de reflejo en el resto del organismo? La respuesta es afirmativa. Ya desde que William James, padre de la Psicología americana y el psicólogo y físico danés Carl G. Lange propusieron la atrevida hipótesis de que las emociones eran el resultado de una activación fisiológica, contra la idea de que las emociones suscitaban dicha activación (me siento triste porque lloro, no lloro porque me siento triste), se ha ido profundizando cada vez más en el modo en que el cuerpo y la mente se relacionan.
Una visión convencional de la memoria y el olvidPero ¿de qué pasta están hechos los recuerdos? ¿Se ubican todos en el cerebro? ¿Tienen algún correlato físico, entendiendo por tal algún tipo de reflejo en el resto del organismo? La respuesta es afirmativa. Ya desde que William James, padre de la Psicología americana y el psicólogo y físico danés Carl G. Lange propusieron la atrevida hipótesis de que las emociones eran el resultado de una activación fisiológica, contra la idea de que las emociones suscitaban dicha activación (me siento triste porque lloro, no lloro porque me siento triste), se ha ido profundizando cada vez más en el modo en que el cuerpo y la mente se relacionan.

Hay dos vías principales a través de las cuales nuestras vísceras se comunican con el cerebro y viceversa: la hormonal, compuesta de mensajeros químicos que recorren el cuerpo por la sangre, y la nerviosa autónoma, con sus ramas simpática y parasimpática, que inervan a los distintos órganos para modular su actividad en función de los requerimientos del organismo como conjunto.

Uno de los principales ejes que conectan al cerebro con las vísceras es el nervio vago, de la rama parasimpática. Este nervio parece tener una importancia crucial en transmitir mensajes del cerebro al aparato digestivo y, lo que es más importante, del aparato digestivo al cerebro: el tráfico es mucho mayor de abajo a arriba. Trabajando en conjunción con las células endocrinas del sistema digestivo tiene en todo momento informado al ejecutivo del piso superior del cerebro de lo que pasa en “las cloacas”. ¿Pero cómo? ¿Qué hacen distrayendo al CEO de la Empresa, que mira desde la altura de su rascacielos a todo un amplio horizonte de posibilidades existenciales, con mensajes constantes desde los bajos fondos de los sucios intestinos, ese sistema de tuberías que absorben la comida ingerida y ¡puag! se desprenden de lo que no es absorbido en forma de algo hediondo e insalubre arrojándolo a los contenedores de basura del inodoro, fuera del glorioso edificio del cuerpo?

El llamado eje intestino-cerebro es hoy foco de un intenso interés por parte de científicos que distan mucho de ser escarbadores de suciedades. Son CEOs que toman muy en cuenta la información recibida en su despacho desde los sótanos de su cuerpo. De hecho desde la altura de su despacho otean múltiples horizontes y se interesan por toda la ciudad, por todos esos edificios que están constituidos de la misma forma y experimentan los mismos procesos. Quieren saber cuál es su importancia.


Porque ¿Tiene algo que decirnos el intestino delgado sobre los nervios que experimentamos ante una entrevista de trabajo? ¿Es el estómago un buen consejero para emprender un negocio? ¿Puede el intestino grueso sugerirnos el próximo plato que vamos a comer en el restaurante?

Es ya indudable la conexión entre el sistema nervioso entérico, que algunos llaman segundo cerebro (aunque a nosotros no nos merezca tal consideración por algo que se expondrá más adelante en la entrevista) y nuestras emociones e incluso cogniciones. Dicho “segundo cerebro” es el conjunto de células del sistema nervioso que recubren de principio a fin esa supuestamente tosca pero enrevesadamente compleja tubería del aparato digestivo, y constituye un auténtico imperio en términos de número de neuronas y sofisticación en sus conexiones. De hecho podría funcionar de forma autónoma y regular si se desconectara del cerebro por un corte en el nervio vago. Desde luego lo que se cocina ahí en las tripas es lo suficientemente importante para que no hagan falta instrucciones desde la dirección (¡Oído cocina!), mientras que las instrucciones dirigidas hacia el piso superior del cerebro exigiendo cambios de comportamiento no deben ser desoídas. Así que tanto si empieza en la tripa como si lo hace en algún lugar del cerebro emocional, de pronto uno “siente” los “sentimientos”, los somatiza, o bien, como sugerirían James y Lange, convierte “sensaciones viscerales” en “sentimientos”.
Están bien estudiados los circuitos del cerebro emocional inconscientes que asocian determinadas vivencias con emociones, dando origen a vagas sensaciones de malestar al entrar en un lugar en el que no se había estado nunca sin razón aparente o incluso a explosiones de estrés postraumático. La conexión del tálamo, centralita de la percepción, con la amígdala, centro del miedo y otras sensaciones intensas, puede llevar las huellas de antiguas vivencias grabadas a fuego. Como ninguno de esos centros neuronales se encuentran en la corteza no somos conscientes de porqué de repente nos sentimos mal o fantásticamente bien. Esa asociación inconsciente entre ciertos estímulos del entorno y ciertas emociones es una forma de memoria emocional inconsciente.


Estos centros también están conectados por aferencias provenientes de las vísceras y envían eferencias a las mismas, con lo que algunas memorias emocionales realmente se pueden grabar en circuitos que conectan el cerebro y el aparato digestivo. Y así uno de pronto siente que no se encuentra bien del estómago, nota en él una punzada, y ni siquiera Freud con todos los psicoanalistas que le han sucedido trabajando en ello podrían decirle exactamente porqué la experimenta, indagando con sus toscas herramientas psicodinámicas en la mente del paciente.   O quizás sí. Puede usted experimentar diarrea cada vez que tiene que hacer una presentación. ¿No es tan fácil como decir que el pavor que le produce hacer una presentación le provoca ese torrente incómodo y maloliente que procura evacuar en un lugar seguro y apartado?

La cuestión aquí es parecida a la de las causas inmediatas y las causas últimas en la evolución biológica. Que usted se vaya de…cuando tiene que….parece una relación causal bastante plausible, incluso teniendo en cuenta que correlación no implique causalidad. Pero la causa última, la que verdaderamente importaría a un médico que tratara de curarle, o al menos de entender lo que realmente le pasa, aunque no pueda hacer nada, radica en conexiones establecidas entre el sistema nervioso central y el sistema nervioso entérico, muchas de las cuales son inconscientes, y muchas de las cuales están grabadas temprano en la vida y son muy difíciles de….desatascar. Difícilmente se irán por la cañería cuando tiremos de la cadena con el resultado de la acción de nuestros nervios en nuestro intestino.
Hay pues que pensar también en una memoria digestiva. Cada uno tiene sus propios rituales digestivos de los que probablemente, y con fortuna, no sea consciente. Quienes padecen la enfermedad de Crohn, la colitis ulcerosa o el Síndrome del intestino irritable serán mucho más conscientes de ellos (con síntomas imposibles de obviar) que de los propios bucles emocional-digestivos que podrían estar en su origen.
Así que tenemos, de todo este desarrollo, algunos puntos clave que pueden servir de guía:
1.- El cerebro está conectado al sistema nervioso entérico y existe una comunicación bidireccional entre ellos muy fluida.
2.- Nuestras emociones se ven afectadas por lo que suceda en nuestro aparato digestivo y nuestro aparato digestivo se ve afectado por nuestras emociones. Se crean con ello circuitos que se refuerzan y activan ante determinados estímulos.
3.- Guardamos memorias en el cerebro, memorias episódicas, memorias procedimentales y memorias emocionales. Algunas de estas memorias están bajo el umbral de la consciencia. Estas memorias, en particular las inconscientes, están vinculadas con el aparato digestivo, lo cual podría decirse que genera cierta forma de memoria digestiva.
4.- El cerebro, cuando toma decisiones, recurre la mayor parte de las veces al sistema rápido e inconsciente, lo cual puede salvarnos o perdernos, según lo que afrontemos y el conocimiento explicito o implícito que tengamos de ello. Esas decisiones rápidas, conocidas como decisiones instintivas, responden a memorias almacenadas tanto en el cerebro como en el aparato digestivo, o lo más seguro en un almacén compartido.
Y después de todo esto tocaría hablar de los microorganismos que viven en nuestros intestinos, pero es un tema tan tratado ya, hemos hablado tanto de él, que podríamos reducir el mensaje a un solo párrafo, que constituye el quinto punto:
5.- Ellos estaban antes que nosotros, produjeron las moléculas que usamos en nuestras comunicaciones, las usan para comunicarse con nuestro intestino, nuestro sistema inmunitario y sí, nuestro cerebro. Ahora están tratando de descifrar los archivos secretos de esas conversaciones mantenidas durante cientos de millones de años (de hecho, miles).
¿Creen, queridos lectores, si es que han llegado hasta aquí, que entienden lo que puede significar “pensar con el estómago”? A mí me parece claro. Aunque el título en inglés de la obra sea The Mind-Gut Connection, los editores de Grijalbo decidieron titularlo “Pensar con el estómago”, que tampoco es que esté mal, pero suena más a libro de autoayuda. El autor, el Dr Emeran Mayer, se ha dedicado a esa conexión entre la mente y el intestino desde los comienzos de su carrera con verdadero empecinamiento. Su trabajo es sobresaliente: el libro no vende falsas esperanzas, ni tiene nada que ver con otras obras como la del Dr. David Perlmutter, más encaminado en su trabajo a vender libros como churros con ataques al gluten y dietas milagro que a explicar lo que sucede en nuestro cuerpo. Y sin embargo la crítica elogiosa de la contraportada es del Dr. Perlmutter. No debe extrañar que el elogio del superventas acompañe al libro, pero sí lo hace que el de Antonio Damasio, Martin J. Blaser, Michael D. Gershon o Rob Knight se encuentren escondidos en la contrasolapa de la portada.
Y ahora viajemos al remoto pasado e imaginemos los primeros sistemas digestivos con sus sistemas nerviosos circundantes y sus microorganismos colonos habituales y pensemos en cómo la evolución nos ha llevado hasta aquí, porque el Dr Mayer ha tenido la amabilidad de responder un breve cuestionario para nosotros.
Para quien quiera profundizar aún más en el tema aquí tienen su libro: Pensar con el estómago. Dr Emeran Mayer. No les defraudará, salvo que lo que busquen sean respuestas estereotipadas a preguntas tipo. Es un libro de ciencia.
En inglés:
1.- What was the first language of the earth?
The first biological language on earth was the signaling code developed by the microbes living in the oceans to communicate with each other.  These microorganisms had billions of years to develop this language and store this knowledge in their millions of genes.  After some of the microbes settled in the digestive system of primitive marine animals (like the hydra), some of this genetic information was transferred by the microbes to the marine animals, and this information ultimately became the basis for the development of signaling molecules and neurotransmitters in our nervous system. A similar process of lateral gene transfer may have occurred between microbes and plants, as plants also share many of the same signaling molecules with us.  I have called this a universal biological language which is shared by all living creatures on planet Earth
2.-From an evolutionary perspective, which one do you think was the first brain?
There is no question, that the nerve nets surrounding the digestive tubes of primitive marine animals like the hydra represented  the first nervous system in evolution.  Even though these nerve nets developed some 500 Million years ago, their basic architecture has been preserved all the way to our own enteric nervous system (often falsely referred to as the “second brain”).  With the development of polar animals (animals with a head), a brain outside of the gut developed which ultimately became our brain.  While the functions of the first brain (peristaltic reflex, regulation of digestive function) remained in the enteric nervous system, all functions related to optimal functioning in the environment (cognition, emotion, locomotion) and homeostasis of the organism were transferred into the main brain.  Because of this development from the first brain in the gut to the second brain in our heads, both systems share the same neurotransmitters and they are closely connected by neurons, hormones and cytokines with the brain gut axis.
3.- How does our diet affect our physical and mental well-being?
In addition to providing nutrients to our body, complex carbohydrates from plants (fiber) provides food to the gut microbes. These microbes turn the fiber (which our gut cannot break down and absorb) into absorbable molecules (like short chain fatty acids) which also can signal to the endocrine cells in our gut, and to the vagus nerve.  These signals can reach the brain either through the circulation or via vagal nerve activity and affect brain structure and function.  A good example for this communication is the feeling of fullness and wellbeing after a meal, or the nausea and bad feeling associated with food poisoning.  An unhealthy diet (high animal fat, high sugar, low in fiber) will change the gut microbiome, make the gut more leaky, and cause low grade immune activation, which can also affect the brain.  Low grade immune activation can be associated with such symptoms as brain fog, fatigue and loss of energy.

4.- Stress is a complex adaptive mechanism for survival that sometimes overflows. What role do our gut and their microbial inhabitants play in our predisposition to suffer it and in its modulation?
While acute stress is adaptive and essential for our survival, chronic and sometimes severe stress triggers maladaptive changes including low grade inflammation throughout the body.  Gut microbes are affected by chronic stress in both a direct and indirect way:  Norepinephrine levels increase inside the gut lumen (spill over from sympathetic innervation of the gut) and interact with adrenergic like receptors on many strains of microbes, changing their gene expression pattern and making them more virulent.  Stress can change many gut functions including regional motility, secretion, blood flow and intestinal permeability.  These stress induced changes modify the environment that microbes live in, decreases the abundance of certain microbes (in particular lactobacilli) and increases the leakiness of the gut.  All these changes give gut microbes more access to the gut associated immune system, leading to low grade immune activation in the gut and throughout the body.
5.- Joseph Ledoux discovered a brain circuit between the thalamus and the amygdala that allowed the generation of unconscious emotional memories. But you have proven that the guts also remember and condition our decision-making. How does this visceral memory work?
The gut and its nervous system don’t have the same type of memory that our brain has.  However, events that occur early in life, during a period when the gut microbial community structure is established, are able to shape the microbiome for the rest of a person’s life.  In addition, I have proposed that the gut reactions which occur as part of every emotion can be stored as part of emotional memories in the brain, analogous to what Antonio Damasio called somatic markers.  The brain stores billions of such emotional memories during a lifetime and can recall them when making a gut based decision.  In other words, the memories are form in the CNS and include a memory of the gut reaction associated with every emotion.

6.- The immune system also has memory. And much of it works along our digestive tract. What kind of relationships exist between the somatic cells of our army and our diplomatic corps of the immune system and the intestinal microbiota?
There is a close interaction between the gut associated immune system and the gut microbes. It starts early in life when the immune system is being trained to differentiate between self and non-self, a training in which microbial organisms from the environment play an important role.  Compromised training of the immune cells and formation of immune based memories are thought to be responsible for many autoimmune diseases and food allergies.  Throughout life there is a close interaction between certain gut microbes with the adult immune system, in particular under conditions of a reduced gut barrier, a so called leaky gut.
7.- And between the early memories of the cranial brain, the digestive system and the immune system …. are created from infancy, as Freud defended, unconscious memories that mark us for life? What role do our genes play and what do our experiences (particularly early ones) play in our destiny?
As you state, memories are formed at multiple levels of the brain gut microbiome axis.  I proposed that we may have access to the vast database of  emotional memories of gut feelings (somatic markers) that are being generated throughout life during our dreams, and that the beautiful and often highly personal “movies” we are “watching” when we dream are being generated from these memories.  The operating system of our brain gut microbiome axis is established early in life when our genetic programs are being shaped by environmental influences through epigenetic mechanisms.

8.- What are you working on now?
Two major projects:  1. To identify the role of gut microbes in modulating ingestive behaviors, in particular the microbial metabolites that can modulate the brain’s reward system to produce the craving for high fat, high sugar containing foods.  2. To identify the role of gut microbial metabolites, in particular tryptophan metabolites to modulate brain function in patients with irritable bowel syndrome.


En Castellano:
1.- ¿Cuál fue el primer lenguaje de la tierra?
El primer lenguaje biológico de la tierra consistió en un código de señales desarrollado por los microbios residentes en los océanos para comunicarse entre sí. Estos microorganismos dispusieron de miles de millones de años para desarrollar este lenguaje y almacenarlo como conocimiento inscrito en sus millones de genes. Una vez establecidos algunos de estos microbios en el sistema digestivo de los animales marinos primitivos (como la hidra),  parte de esta información genética se transfirió desde los microbios hasta los animales marinos hospedadores, convirtiéndose en última instancia la información transferida en la base para el desarrollo de moléculas de señalización y de los neurotransmisores de nuestro sistema nervioso.  Podría haberse dado un proceso similar de transferencia génica lateral entre microbios y plantas, dado que las plantas también tienen en común con nosotros muchas de las mismas moléculas de señalización. A esto lo he denominado lenguaje biológico universal, pues es compartido por todas las criaturas vivientes en el planeta Tierra.
2.-Desde una perspectiva evolucionista, ¿cuál diría que fue el primer cerebro?
No cabe duda de que las redes nerviosas que rodearon los tubos digestivos de los animales marinos primitivos como la hidra representaron el primer sistema nervioso en la evolución. Pese a que estas redes nerviosas se desarrollaron hace unos 500 millones de años, su arquitectura básica se ha conservado hasta ahora y podemos apreciar en nuestro propio sistema nervioso entérico (a menudo denominado falsamente  “segundo cerebro”). Con el desarrollo de animales polares (animales con cabeza), se desarrolló un cerebro fuera del intestino que en última instancia se convirtió en nuestro cerebro. Mientras las funciones del primer cerebro (el reflejo peristáltico, la regulación de la función digestiva) permanecieron en el sistema nervioso entérico, todas las otras funciones relacionadas con un funcionamiento óptimo en el ambiente (cognición , emociones, locomoción) y la homeostasis del organismo se transfirieron al cerebro principal. Debido a este desarrollo que llevó del primer cerebro en el intestino hasta el segundo cerebro en la cabeza, ambos sistemas comparten los mismos neurotransmisores y están estrechamente conectados por neuronas, hormonas y citoquinas en el eje intestino-cerebro.
3.- ¿Cómo afecta nuestra dieta a nuestro bienestar físico y mental?
Además de proporcionar nutrientes a nuestro cuerpo, los carbohidratos complejos de las plantas (la fibra) proporcionan alimento a los microbios intestinales. Estos convierten la fibra (que nuestro intestino no puede descomponer y absorber) en moléculas absorbibles (como los ácidos grasos de cadena corta) que además envían señales  a las células endocrinas de nuestro intestino y al nervio vago. Estas señales pueden llegar al cerebro a través de la circulación o a través de la actividad del nervio vago y afectar la estructura y al funcionamiento del cerebro. Un buen ejemplo de esta clase de comunicaciones es la sensación de plenitud y bienestar después de una comida, o las náuseas y las malas sensaciones asociadas con la intoxicación alimentaria. Una dieta poco saludable (con alto contenido en grasa animal, azúcar y pobre en fibra) cambiará el microbioma intestinal, generará una mayor permeabilidad intestinal y provocará una reacción inmune de bajo grado, que podría también afectar al cerebro. Dicha activación inmune puede asociarse con síntomas tales como confusión mental, fatiga y pérdida de energía.
4.- El estrés es un complejo mecanismo de adaptación para la supervivencia que a veces se desborda. ¿Qué papel juegan nuestro intestino y sus habitantes microbianos en nuestra predisposición a sufrirlo y en su modulación?
Si bien es cierto que el estrés agudo es adaptativo y esencial para nuestra supervivencia, el estrés crónico y, a veces severo, desencadena cambios patológicos, que incluyen inflamación de bajo grado en todo el cuerpo. Los microbios intestinales se ven afectados por estrés crónico de forma directa e indirecta: si los niveles de norepinefrina aumentan dentro de la luz intestinal (por un derrame desde la inervación simpática del intestino) e interactúan con los receptores adrenérgicos de muchas cepas de microbios, cambian su patrón de expresión genética y los vuelven más virulentos. El estrés puede afectar a muchas funciones intestinales tales como la motilidad regional, las secreciones, el flujo sanguíneo y la permeabilidad intestinal. Estos cambios inducidos por el estrés modifican el entorno en el que viven los microbios, disminuyendo la abundancia de algunos de ellos (en particular, los lactobacilos) y aumentando las filtraciones del intestino. Todos estos cambios dan a los microbios intestinales un mayor acceso al sistema inmune que rodea al intestino, lo que lleva a una activación inmune de bajo grado tanto en el intestino como en el resto del organismo.
5.-Joseph Ledoux descubrió un circuito cerebral entre el tálamo y la amígdala que permitía la generación de recuerdos emocionales inconscientes. Pero usted ha demostrado que nuestras tripas también recuerdan y condicionan nuestra toma de decisiones. ¿Cómo funciona esta memoria visceral?
El intestino y su sistema nervioso asociado no tienen el mismo tipo de memoria que alberga nuestro cerebro. No obstante lo cual, los eventos que acaecen en las fases tempranas de la vida, durante el período en el que se establece la estructura de nuestra comunidad microbiana intestinal, pueden dar forma al microbioma de una persona para el resto de su vida.  Además, he propuesto que las reacciones viscerales que acompañan a cada emoción pueden almacenarse como parte de los recuerdos emocionales en el cerebro, un proceso que actuaría de modo análogo a lo que Antonio Damasio denominó marcadores somáticos. El cerebro almacena miles de millones de recuerdos emocionales a lo largo de la vida que pueden emerger cuando tomamos una decisión visceral. Dicho de otro modo, los recuerdos se forman en el sistema nervioso central  y contienen un recuerdo de las reacciones intestinales asociadas con cada emoción.
6.- El sistema inmune también tiene memoria. Y gran parte de su trabajo se desarrolla  a lo largo y en derredor de nuestro tracto digestivo. ¿Qué tipo de relaciones existen entre las células somáticas de nuestro ejército y  cuerpo diplomático inmunitarios y la microbiota intestinal?
Existe una estrecha interacción entre el sistema inmune asociado al intestino y los microbios intestinales. Comienza temprano en la vida cuando el sistema inmune es entrenado para diferenciar entre el “yo” y el “no yo”, un entrenamiento en el cual los organismos microbianos del ambiente juegan un papel importante. El comprometido entrenamiento de las células inmunitarias y la consiguiente formación de recuerdos inmunes son responsables de muchas de las enfermedades autoinmunes y de las alergias alimentarias. A lo largo de la vida se da una estrecha interacción entre ciertos microbios del intestino con el sistema inmunitario adulto, en particular cuando se da la circunstancia de que la barrera intestinal se ve reducida, lo que se conoce como intestino permeable.
7.-Y entre los primeros recuerdos del cerebro craneal, del sistema digestivo y del sistema inmunitario … se crean desde la infancia, como defendió Freud, recuerdos inconscientes que nos marcan de por vida. ¿Qué papel juegan nuestros genes y cuál nuestras experiencias (particularmente las tempranas) en nuestro destino?
Como bien dice, los recuerdos se forman en múltiples niveles del eje  microbioma-intestino-cerebral. Yo propuse que podríamos acceder a la vasta base de datos de los recuerdos emocionales de las sensaciones viscerales (los marcadores somáticos) que se crean a lo largo de nuestras vidas, y que las bonitas y a menudo altamente personales “películas” que estamos “visionando” mientras soñamos son generadas a partir de estos recuerdos. El sistema operativo de nuestro eje microbioma-intestino-cerebro se establece temprano en la vida cuando nuestros programas genéticos se ven moldeados por influencias ambientales a través de mecanismos epigenéticos.
8.- ¿En qué está trabajando ahora?
Principalmente en dos proyectos:  1. Identificar el papel de los microbios intestinales a la hora de modular los comportamientos de ingestión alimentaria, en particular  de los metabolitos microbianos que pueden modular el sistema de recompensa del cerebro para generar el ansia de alimentos con alto contenido en  grasas y azúcares.  2. Identificar el papel de los metabolitos microbianos intestinales, en particular los metabolitos de triptófano, para modular la función cerebral en los pacientes con el síndrome del intestino irritable.

lunes, septiembre 25, 2017

El mundo (es) de los microbios (entrevista a Margaret McFall-Ngai)

Margaret McFall-Ngai
Resulta difícil hacerse a la idea de que todo lo que vemos al contemplar extasiados un paisaje natural, plagado de vida, por tierra, mar y aire, sean un cartón piedra de química inorgánica y los figurantes de una obra cuyos protagonistas escapan por completo a nuestros deleitados sentidos.


¿Qué de qué estoy hablando? Para aquel que sólo crea lo que vea, de nada. Para quién haya traspasado el umbral de la percepción gracias al uso directo o al reporte que hacen quienes hacen un uso directo de una tecnología óptica adecuada (y algunas otras complementarias sofisticadas y extremadamente útiles), de todo, del tapiz microscópico sobre el que se han tejido las formas de leopardos y gacelas, de osos polares y focas, de águilas y conejos….y de humanos con taparrabos...en el jardín del Edén.


Es un gran tapiz vivo, sus fibras lo están. La imagen que vemos es la que la selección natural ha formado en nuestros cerebros primates para permitir la supervivencia de nuestra especie a través de los millardos de años que hemos hollado la tierra. Pero el tapiz es la realidad última. Sin su tejido no habría cuadro, no habría paisaje, no habría espectáculo.


Un tapiz tejido de microbios
Hasta aquí la analogía. Los microorganismos que constituyen la mayor parte de lo que se puede considerar vida sobre la tierra, a diferencia de los tejidos de un tapiz elaborado por artesanos humanos, se mueven mucho. De hecho están permanentemente cambiando y haciendo que la imagen arrojada por el tapiz también lo haga. Las especies de mamíferos, reptiles, anfibios, plantas, artrópodos, nematodos, etc etc cambian, se expanden, se reducen, surgen de otras o se extinguen, pero los microorganismos permanecen, alrededor de ellas y, lo que es más significativo, dentro de ellas.


El Sagrado Templo del cuerpo humano se ha revelado como un lugar  en el que la promiscuidad biológica deja poco lugar para la unicidad de nuestra especie. Estamos tan invadidos como cualquier otro vertebrado. Órganos y tejidos de nuestro organismo que hasta ayer se consideraban estériles, libres de gérmenes, tienen poblaciones no pequeñas de éstos. Se descubren nuevos bichos en nuevos nichos, cada vez queda menos espacio para la sorpresa. Antes de que el Homo sapiens llegara a todos los lugares de la tierra (o casi), los microorganismos habitaban en ellos y en los lugares más inhóspitos dentro de ellos: fuentes hidrotermales, piedras del Antártico, lagos salinos…..


Además los microorganismos, pioneros en todo, ocupan todo, cubren todo, penetran todo. Y los organismos “superiores” tienen su carga de microorganismos que en ningún caso está por debajo de la de sus células propias, derivadas de un zigoto en un largo proceso de desarrollo biológico.


Los amantes de la higiene y defensores acérrimos de la limpieza dirán que el hombre de hoy no está igual de expuesto que el del pleistoceno (la pareja con taparrabos del jardín del Edén) a los microbios, que puede meterse en una burbuja completamente aséptica con sus preparados químicos sintéticos y con un orden afín a la simetría y a la racionalidad más perfectas aplicado a lo vivo. ¡Error!


Por desgracia para los pulcros la ausencia de microbios no es posible; todo lo más que se puede conseguir es privilegiar a unos gérmenes frente a otros. Y acaso para su sorpresa sería un atentado contra su propia salud eliminar completamente a los microorganismos de su entorno, si fuera remotamente posible. Animales privados de su microbiota (su ecosistema de microorganismos interior) no tienen un desarrollo muy halagüeño. Parece que la esterilidad es, eso, estéril….no sirve a la vida. Tampoco lo sirve de mucho la falta de diversidad. No sólo necesitamos microorganismos dentro de nosotros para crecer sanos…necesitamos que sean muchos, con una gran diversidad biológica y metabólica que permita crear un ecosistema estable que vele por sí mismo y por su anfitrión (este…nosotros).


Hemos creado los antibióticos para matar bacterias patógenas. ¡Bravo por Pasteur, Koch, Fleming y una larga lista de eminencias de la medicina que nos pusieron en la pista del origen de algunas de las más graves enfermedades que han asolado a la humanidad!


Los antibióticos acaban con las bacterias…..no entran en distinciones, las matan a todas. Estas, claro está, evolucionan, lo hacen muy rápido, y terminan por desarrollar resistencia. Las patógenas volverán a saltar nuestras barreras, las benéficas o invitadas de paso también terminarán por resistir, y poblarán nuestros intestinos. Pero el ecosistema con cada incendio que todo lo arrasa debe repoblarse, y no siempre las cosas siguen el camino idóneo.


Con el tiempo el uso de antibióticos, después de sus primeros grandes éxitos, dará paso a otras terapias más focalizadas para tratar las enfermedades infecciosas. Lo primero es no hacer daño, así que lo primero es usarlos solamente en caso de emergencia. Y después hay que dejar que hagan su trabajo las barreras naturales a microbios patógenos vocacionales u oportunistas. Estas son, por un lado, las células y moléculas defensivas del organismo, conocidas como sistema inmune, y por otro los microbios comensales que ocupan su espacio y no están dispuestos a cederlo al primer advenedizo que se presente.


Nuestra invitada de hoy ha hecho mucho por abrir los ojos de los demás humanos, amos de la tierra por mandato bíblico, a los verdaderos amos de la tierra (y los mares), los microorganismos, más viejos, más sabios, más poderosos.
Trabajó con Lynn Margulis, que fue la bióloga que más hizo por convencernos de que nuestro planeta era un planeta simbiótico dominado por los microorganismos. Ahora estudia, por un lado, una especie de invertebrados marinos para ver sus relaciones simbióticas con sus especies bacterianas luminosas, por otro las relaciones simbióticas entre macro y microorganismos, cómo funcionan, como se desarrollan, como pudieron evolucionar.


Su trabajo ha contribuido a clarificar muchas cuestiones. Entre otras cosas ha formulado una hipótesis que hoy se está revelando como cierta: el sistema inmunitario adaptativo de los vertebrados surgió más como un mecanismo para gestionar las relaciones de los organismos anfitriones con sus invitados temporales o permanentes microscópicos, más que para hacer la guerra a todo lo que entrase en el organismo y no perteneciera a él, distinguiendo molecularmente entre “yo” y “no-yo”.


Lynn Margulis
La buena gestión de las relaciones diplomáticas con la flora microbiana de nuestros intestinos, boca, piel, fosas nasales, e incluso pulmones es mejor que la guerra total. Entre humanos decimos que la guerra es lo que sigue a la política, cuando esta fracasa. De igual modo, es el fracaso en el delicado equilibrio de nuestros ecosistemas interiores con nuestro sistema inmunitario y, en general, con el organismo, lo que origina gran parte de las enfermedades.

La Profesora Margaret MacFall-Ngai ha tenido la inmensa amabilidad de respondernos un cuestionario que, necesariamente, siempre estará incompleto, dado el ritmo al que avanzan las investigaciones en ese campo amplio y de enorme profundidad en el que trabaja.




En ingles:


1.- First of all, we would like you to tell us something about Lynn Margulis and her work ...


Lynn was a true visionary, way ahead of her time.  It was
obvious to her that much of the novelty in biology has arisen as a result of symbiosis. She called it ʻsymbiogenesisʻ.  With electron microscopy images, she showed that this process was the basis of the origin of the eukaryotic cell. She had a difficult time publishing the paper that described this phenomenon because it was so revolutionary; now, of course, it is a well-accepted precept of biology.  She was the first to admit that she did not come up with the concept, which was conceived by Russian biologists several decades before.  However, she was the one that provided the evidence with newly available technology (electron microscopy).  Also, we now know that colonization of the land by plants would not have been possible without their symbiosis with mycorrhizal fungi, hydrothermal vents would not have such diverse ecosystems, and coral reefs could not thrive in the tropical and subtropical oceans.  Recently, of course, with the new technology of high-throughput sequencing, we have found that humans (and all vertebrates) rely on coevolved gut microbes for health. Biologists now believe that many, if not most, animals have coevolved symbioses and that these alliances were essential for the radiation of these groups.  Thus, Lynn was correct, but decades ahead of her time.  It is sad, in my opinion, that nowadays people forget or ignore the contribution that she made to biology. Along with her symbiogenesis theory, she foretold the primacy of microbes in the biosphere, which is now just being recognized.  In my opinion, her ideas were the most important ideas since Darwin.

2.-Your work and that of other scientists has shown that multicellular organisms, from their origins, were never alone, but in symbiosis with others. These unicellular or viral symbionts could have played a determining role in the speciation process ... What direct or indirect evidence do we have that this was so?


It is difficult, of course, to have direct evidence, as evolutionary processes take so long.  However, we know that many animal and plant species/genera/families are characterized by having specific microbes in association as a shared/derived character of all members of the group. And, there is ample evidence that activities performed by the microbe confer, in mutualistic symbioses, increased fitness of the host animal or plant (e.g., providing vitamins, essential amino acids, etc.).

       With respect to the origin of the eukaryotic cell, the organelles of the cell carry ultrastructural, biochemical and molecular markers that provide evidence that they were once, over a billion years ago, bacteria. Few biologists now doubt this theory.


Further, there are some circumstances where biologists have been able to manipulate symbioses, such as curing the animal of its symbionts, and thereby rendering them reproductively isolated; i.e., in some cases, some animals will only mate with conspecifics that have the same symbiont carriage (plus or minus).

Thus, although the evidence is circumstantial, it is pretty compelling.



3.- Sex and death are two of the most remarkable aspects of the lives we know best, the macroscopic ones, to which our limited senses are adapted. How are they explained in a world dominated by potentially immortal microorganisms?


It really depends on what you mean by ʻsexʻ. If you mean two different gametes coming together to form a zygote that goes on to develop into an animal or a plant, this is now known to be clearly fairly rare, as animals and plants are minor, although conspicuous, players in biosphere diversity. In this sort of ʻsexʻ, the traits are principally passed between generations vertically, from parent to offspring.  If you mean generation of the diversity in the genome, microbes have a sort of ʻsexʻ, exchanging DNA through horizontal gene transfer, and other mechanism.  With microbes, often they have a core genome that is transmitted vertically, and an adaptive genome that has arisen by DNA exchange with other phylotypes.
Death – things that asexually produce, whether they be invertebrates that make clones of themselves (e.g., corals, where a whole coral head of thousands of individuals is likely to have resulted from budding; or, bacteria that just divide and divide) might be considered not to undergo ʻdeathʻ until they go extinct, or the entire clonal population dies.  Plants and animals that have no asexual reproduction die perhaps because, at each generation, the parent does not produce a replicate of its entire self (which dies), but rather produces a single cell (gamete) that holds the blue print that will develop. So..the whole big multicellular, multi-organ system amalgam dies, but the genetic makeup of that organism doesnʻt die. I carry my father and mother with me, and so on.


4.-Multicellular organisms use their symbionts in many ways, just as symbionts use multicellular organisms. But who's un charge here?


Itʻs all about fitness. Three types of symbiosis are recognized: mutualism, commensalism, parasitism.  In the first, both partners benefit, in which case, to maintain a stable association, there must be some sort of give and take, so neither is fully in charge.  In a commensalism, one partnerʻs fitness is increased, whereas the other is not affected by the association.  Here, since the one whose fitness is not affected, could not care less, then the one who benefits must be in charge of keeping the situation going.  In the case of a parasitism, the parasite is in charge at least during the time that it is exploiting the other partner.


5.- The interest aroused in our time by microbiomes derives from recent discoveries about our own microbiome and its importance for our health, but the list of species studied is enormous and the knowledge that can be obtained goes far beyond the one relate to medicine. To begin with, they show that we are holobionts ... that can be as distressing to the average individual as to the Victorians the idea that we evolve from other organisms, don’t you think so?


The finding that microbes dominate the biosphere, changes not only our view of the biosphere, but also our view of our position in the biosphere.  I think that, as far as humans and other animals are concerned, the new data show that ecosystems are nested, and that things are much more complex that we had thought. In my opinion, humans are likely a short-lived blip on the geological trajectory of the earth. 


6.- The coevolution of multicellular organisms with their permanent or passive colonizers has been considered in immunology as a kind of war, with an arms race in which the defenses of the major organism try to eliminate the invasion of microorganism while, at the same time, those microorganism try to colonize macroorganisms. You argue that immunity, particularly adaptive inmunity, present in vertebrates, would have evolved more as a process of negotiation between host and guests. What is your idea of ​​the evolution of the immune system?


The adaptive immune system seems to have arisen in the jawed vertebrates as a result of a horizontal gene transfer from microbes.  All vertebrates have it, and the presence of this type of immune system correlates with the shared-derived character of all vertebrates, the carriage of complex consortia.  Since the immune system is that system that provides responses to the biotic world, in the vertebrates I think that it functions in ecosystems management. From the minute we are born until the day we die, we have to keep our beneficial microbes in balance.  Pathogens are occasional interlopers into a preexisiting conversation that the host has with its normal microbiota.  This position is reflected in the fact that nearly all pathogens are relatives of members of the normal microbiota, and usually form transient associations with a host.  For example, Neisseria gonorrheae and Neisseria meningitidis, which cause gonorrhea and bacterial meningitis, respectively, have a dozen or so relatives that are part of the normal microbiota in the Neisseria genus. More compelling is the fact that, when you do genome sequencing on these species and determine their phylogenetic relatedness, the pathogenic Neisseria spp. appear to be actually derived from the species that are part of the normal microbiota.

       The invertebrates are not so simple.  They do not have the sort of ʻadaptive immune systemʻ present in the vertebrates. Instead, they often rely heavily on a very strong innate immune system, and have fewer constituents in their microbiota.  For example, the squid I work on, although it swims in seawater that harbors ~ one million microbial cells/ml, does not seem to have microbes on its skin or on other surfaces exposed to the seawater.  There is no evidence that they harbor gut symbionts (in fact there is some to indicate that they have no stable consortium in the gut), and they have very few long-term partners (I study their association with a luminous bacterium).  One interesting difference between the invertebrates (which make up 96% of the animal diversity, so they are very successful) and the vertebrates is that the invertebrates often have intracellular long-term, likely beneficial associations, whereas the vertebrates rarely, if ever, do have intracellular bacterial partners; in the vertebrates, the microbial partners are typically along the apical surfaces of host cells, i.e., are extracellular.  What that has to do with the immune system, it is not clear, but an interesting difference between animals that do and do not have an adaptive immune system and they way that they associate with the microbial world.  

7.- In short, How does Evolutionary Theory evolve in the light of new evidences coming from microbiology?

Oh, my, Iʻm not an evolutionary biologist.  However, I would say that the evolution of macrobiological forms, animal/plants, is much more impacted by association with the microbial world that we could ever have imagined.


8.- What are you working on now? What mystery of biology or evolution would you like to unveil?

I study a model system of the chronic colonization of animal epithelia by gram-negative bacteria, perhaps the most common sort of symbiosis in animals.  I hope that our studies on this model will shed light on: how animals (such as humans) recognize their partnering microbes each generation when they are born or hatch; how the partners influence one anotherʻs development, biochemistry, gene expression, etc., basically form and function; how a persistent state of symbiosis is achieved and maintained; and how mutualistic associations differ from pathogenesis at the biochemical and molecular levels.




En castellano:


1.- En primer término nos gustaría que nos dijese algo sobre Lynn Margulis y su trabajo...

Lynn era una verdadera visionaria que estaba muy por delante de su tiempo. Para ella resultaba obvio que gran parte de las innovaciones biológicas surgían como resultado de la simbiosis. Ella denominó este proceso como "simbiogénesis". Con imágenes de microscopía electrónica, demostró que este proceso estaba en el origen de las células eucariotas. El momento en el que publicó el artículo que describía este fenómeno no fue nada propicio, ya que lo que revelaba constituía una auténtica revolución, pero ahora, por supuesto, ya es un precepto plenamente aceptado en biología. Ella admitió desde un principio que no fue la primera en llegar a ese concepto, concebido por unos biólogos rusos varias décadas antes. No obstante fue ella la que proporcionó las pruebas del mismo gracias a las novedosas tecnologías disponibles (como la microscopía electrónica). También sabemos que la colonización de la tierra por las plantas hubiera sido imposible sin su simbiosis con los  hongos micorrízicos, ni (sin simbiosis) se habrían formado ecosistemas tan diversos sobre las chimeneas hidrotermales ni tampoco los arrecifes de coral hubieran podido prosperar en los océanos tropicales y subtropicales. Por supuesto más recientemente, gracias a las nuevas tecnologías de secuenciación masivas, hemos encontrado que la salud de los seres humanos (y de todos los vertebrados) está muy relacionada con los microorganismos intestinales que han coevolucionado con ellos. Los biólogos ahora creen que muchos, si no la gran mayoría de los animales, han coevolucionado en simbiosis y que estas alianzas simbióticas resultaron ser esenciales para la radiación adaptativa de los distintos grupos. Así pues, Lynn estaba en lo cierto, pero décadas antes de que llegara su tiempo. Es triste, en mi opinión, que hoy en día la gente olvide o ignore la contribución que hizo a la biología. Junto con su teoría de la simbionogénesis, supo comprender antes que nadie la primacía de los microbios en la biosfera, que ahora está siendo generalmente aceptada. A mi juicio sus ideas fueron las más importantes desde Darwin.


2.-Su trabajo y el de otros científicos ha demostrado que los organismos multicelulares, desde sus orígenes, nunca estuvieron solos, sino en simbiosis con otros. Éstos simbiontes unicelulares o víricos podrían haber jugado un papel determinante en el proceso de especiación...¿Qué pruebas tenemos, directas o indirectas, de que así haya sido?

Indudablemente resulta muy difícil tener una evidencia directa, puesto que los procesos evolutivos se desarrollan en períodos de tiempo muy prolongados. Con todo, sabemos que muchas especies, géneros y familias de animales y de plantas se caracterizan por tener microbios específicos asociados como un rasgo compartido o derivado de todos los miembros del grupo. Además, existe una amplia evidencia de que las actividades realizadas por el microbio confieren, en simbiosis mutualistas, una mayor eficacia biológica del animal o planta anfitrión (por ejemplo, proporcionando vitaminas, aminoácidos esenciales, etc.).

Respecto al origen de la célula eucariótica, las organelas de la célula tienen huellas ultraestructurales, bioquímicas y moleculares que proporcionan la prueba de que una vez, hace más de mil millones de años, fueron bacterias. Pocos biólogos hoy ponen en duda esta teoría.

Asimismo, se han dado algunas circunstancias en las que los biólogos han sido capaces de manipular simbiosis, como cuando se libra al animal de sus simbiontes para de este modo, aislarlos reproductivamente; esto es, en algunos casos, algunos animales sólo se acoplan con los congéneres que carguen más o menos con los mismos simbiontes.

Por lo que, aunque circunstancial, la evidencia es bastante convincente.

3.- El sexo y la muerte son dos de los aspectos más notables de las vidas que mejor conocemos, las macroscópicas, a las que están adaptadas nuestros limitados sentidos. ¿Cómo se explican en un mundo dominado por microorganismos potencialmente inmortales?

Realmente depende de a que se refiera uno con “sexo”. Si se está refiriendo a dos gametos diferentes que se unen para formar un cigoto, que ulteriormente se convertirá en un animal o en una planta, sabemos ya que se está refiriendo a algo claramente bastante raro, en la medida en la que animales y plantas son jugadores menores, aunque sean conspicuos, en la diversidad de la biosfera. En este tipo de 'sexo' los rasgos entre generaciones se pasan principalmente de forma vertical, de padres a hijos. Pero si uno se refiere con “sexo” a la generación de diversidad en el genoma, los microbios tienen una forma de "sexo": el intercambio de ADN a través de la transferencia horizontal de genes, y de otros mecanismos. Con los microbios pasa esto: a menudo tienen un genoma central que se transmite verticalmente y un genoma adaptativo que ha surgido por intercambio de ADN con otros filotipos.

Sobre la muerte – aquellas cosas que se producen asexualmente, ya sean invertebrados que hacen clones de sí mismos (por ejemplo, los corales, donde una cabeza de coral de miles de individuos es muy probable que haya resultado de la gemación) o bacterias que simplemente se dividen una y otra vez, podría considerarse como capaces de eludir la muerte hasta su extinción, o cuando toda la población clonal muera. Las plantas y los animales que no tienen reproducción asexual mueren tal vez porque, en cada nueva generación, el progenitor no produce una réplica de todo su ser (que muere), sino que produce una sola célula (gameto) que contiene todo el manual de instrucciones con el que se desarrollará. Así que…todo ese gran sistema multicelular, amalgama de múltiples órganos, muere, pero la composición genética de ese organismo no muere. Yo llevo conmigo a mi padre y a mi madre, y así sucesivamente.

4.- Los organismos multicelulares se sirven de sus simbiontes de muchas maneras, así como éstos se sirven de aquellos. ¿Pero quién manda aquí?

Es cuestión de eficacia biológica. Se reconocen tres tipos de simbiosis: mutualismo, comensalismo y parasitismo. En la primera, ambos socios se benefician, en cuyo caso, para mantener una asociación estable, debe haber algún tipo de toma y daca, por lo que ninguno de ellos tiene el control. En una relación de comensalismo, la eficacia biológica de una de las partes aumenta, mientras que la otra no se ve afectada en ningún sentido por la asociación. En esta situación a la parte no afectada no le importa nada de modo que la beneficiaria ha de tomar las riendas de la situación para que continúe como está.  Y en el caso del parasitismo, el parásito es el que manda, al menos durante el tiempo que consiga explotar al otro miembro de la pareja.


5.-El interés suscitado en nuestro tiempo por los microbiomas se deriva de los descubrimientos recientes sobre nuestro propio microbioma y su importancia para nuestra salud, pero la lista de especies estudiadas es enorme y los conocimientos que se pueden obtener van mucho más allá de los relacionados con la medicina. Para empezar ponen de manifiesto que somos holobiontes...eso puede resultar tan desasosegante para el individuo medio como para los victorianos la idea de que evolucionamos de otros organismos ¿no lo cree?


El haber descubierto que los microbios dominan la biosfera no sólo cambia nuestra visión de la biosfera, sino también nuestra visión de nuestra posición en ella. Creo que, por lo que se refiere a los seres humanos y otros animales, los nuevos datos disponibles muestran que los ecosistemas están anidados unos en otros y en consecuencia las cosas son mucho más complejas de lo que habríamos podido llegar a pensar. En mi opinión, los seres humanos son probablemente un brevísimo parpadeo en la trayectoria geológica de la tierra.


6.-La coevolución de los organismos multicelulares con sus colonizadores permanentes o pasajeros se ha considerado en inmunología como una especie de guerra, con una carrera armamentística en la que las defensas del organismo mayor tratan de eliminar la invasión de los microorganismos, que a su vez aspiran a colonizar a los macroorganismos. Usted sostiene que la inmunidad, en particular la adaptativa, presente en los vertebrados, habría evolucionado más como un proceso de negociación entre el anfitrión y los huéspedes. ¿Cuál es su idea de la evolución del sistema inmunitario?

El sistema inmune adaptativo parece haber surgido en los vertebrados con mandíbula como resultado de una transferencia horizontal de genes desde microbios. Todos los vertebrados lo tienen, y la presencia de este tipo de sistema inmunológico está correlacionado con un carácter compartido por todos los vertebrados: su carga biológica de consorcios complejos. Puesto que el sistema inmunológico es el que sirve para responder al mundo biótico circundante, creo que en los vertebrados funciona para gestionar los ecosistemas. Desde el momento en que nacemos hasta el día en el que morimos, tenemos que mantener el equilibrio de nuestros microbios beneficiosos. Los patógenos son intrusos ocasionales en una conversación preexistente mantenida por el anfitrión con su microbiota normal. Esto queda reflejado en el hecho de que casi todos los patógenos son parientes de miembros de la microbiota normal, que generalmente forman asociaciones transitorias con el hospedador. Por ejemplo, Neisseria gonorrheae y Neisseria meningitidis, que causan respectivamente gonorrea y meningitis bacterianas, tienen una docena de familiares que forman parte de la microbiota normal en el género Neisseria. Más convincente aún es verificar, cuando se hace la secuenciación del genoma en estas especies para determinar sus relaciones filogenéticas, que el patógeno Neisseria spp. parece derivar de las especies que forman parte de la microbiota normal.


Los invertebrados no son tan simples. En cambio, a menudo dependen en gran medida de un sistema inmune innato muy fuerte, pero tienen menos componentes en su microbiota. Por ejemplo el calamar en el que trabajo, que a pesar de nadar en las aguas de un mar que alberga aproximadamente un millón de células microbianas por mililitro, no parece tener microbios ni en su piel ni en otras superficies expuestas al agua del mar. No hay evidencia de que alberguen simbiontes intestinales (de hecho los pocos que hay indican que no existen consorcios estables en el intestino), y parecen tener muy pocos compañeros microbianos a largo plazo (yo estudio su asociación con una bacteria luminiscente). Una interesante diferencia entre los invertebrados (que constituyen el 96% de la diversidad animal, por lo que son muy exitosos evolutivamente) y los vertebrados es que los invertebrados a menudo tienen asociaciones intracelulares a largo plazo, probablemente beneficiosas, mientras que los vertebrados rara vez, si alguna vez lo hacen tienen compañeros bacterianos intracelulares; en los vertebrados, los socios microbianos están típicamente a lo largo de las superficies apicales de las células hospedadoras, es decir, son extracelulares. No está claro qué relación podría tener esto con el sistema inmunológico, pero se trata de una interesante diferencia entre los animales que tienen y los que no tienen un sistema inmune adaptativo y la forma en que se asocian con el mundo microbiano.

7.- En definitiva ¿Cómo evoluciona la Teoría de la Evolución a la luz de las nuevas evidencias provinientes de la microbiología?

¡Vaya! yo no soy bióloga evolucionista. Aunque me atrevería a decir que la evolución de las formas macrobiológicas como los animales y las plantas, se ha visto mucho más condicionada por su asociación con el mundo microbiano de lo que jamás podríamos haber imaginado.

8.-¿En qué estás trabajando ahora? ¿Qué misterio de la biología o la evolución desearía desvelar?


Estoy estudiando un modelo de un sistema de colonización permanente de epitelios animales por bacterias gramnegativas, quizás el tipo más común de simbiosis en animales. Espero que nuestros estudios sobre este modelo arrojen luz sobre: ​​de qué modo los animales (como los humanos) reconocen a sus microbios asociados cada generación cuando nacen (o eclosionan); cómo los socios se influyen mutuamente en sus respectivos  desarrollos, su bioquímica, su expresión génica, etc., básicamente en su forma y función; cómo se logra y se mantiene un estado persistente de simbiosis; y la forma en la que las asociaciones mutualistas difieren de la patogénesis en los niveles bioquímicos y moleculares.