Microbioma: ¿Un nuevo camino hacia la replicabilidad?

Nuestros cuerpos están habitados por billones de microorganismos, con microbios específicos únicos para cada individuo. A través de la experimentación, los científicos han identificado ciertos factores que explican la variación en el intestino: la dieta, las condiciones de vida, el ejercicio y la línea materna. Ahora, científicos de la Universidad de California en San Diego han descubierto otro factor que afecta la composición del microbioma intestinal: la hora del día. De hecho, los científicos han encontrado que la hora del día es un factor tan importante que están pidiendo a los Institutos Nacionales de Salud (NIH) que exijan a los investigadores que lo reporten en sus artículos.

En un nuevo trabajo publicado en Nature Metabolism, los científicos informan que las fluctuaciones diarias en el intestino alteran el microbioma de forma tan significativa que diferentes microbios lo pueblan por la mañana y por la noche. Eso significa que un investigador que analice una muestra de heces recolectada durante el desayuno llegará a conclusiones radicalmente diferentes a las de un investigador que analice una muestra de heces recolectada justo antes de la cena. Los científicos de UC San Diego proponen que esta variabilidad está impidiendo que los investigadores del microbioma intestinal puedan replicar los experimentos de los demás.

“La variabilidad inexplicable y la falta de replicabilidad pueden deberse al hecho de que el microbioma oscila a lo largo del día, con diferentes poblaciones de microbios dominando en diferentes momentos”, dijo Amir Zarrinpar, M.D., Ph.D., gastroenterólogo y profesor asociado de medicina en la Escuela de Medicina de UC San Diego y autor principal del estudio. “Encontramos que cuándo se toma una muestra puede afectar dramáticamente qué microbios estaban presentes y las conclusiones que los científicos extrajeron sobre la enfermedad que estaban estudiando”.

Los científicos realizan experimentos por muchas razones. La razón tradicional es responder a una pregunta específica, pero otra razón es hacer un descubrimiento o llegar a una verdad científica que otros puedan replicar con sus propios experimentos. En la investigación del microbioma intestinal, los científicos recolectan muestras de heces para descubrir qué microorganismos están presentes y en qué cantidad. Luego, vinculan esos cambios a los procesos de la enfermedad.

Para este estudio, el equipo comparó los análisis informáticos de estudios previamente publicados, incluido el suyo propio. Descubrieron que los cambios en el microbioma eran tan pronunciados con el tiempo que afectaban los resultados tanto como la dieta. “Encontramos que en tan solo cuatro horas después de que un ratón desayuna, casi el 80 por ciento de su microbioma es diferente”, dijo Zarrinpar. Al analizar las conclusiones extraídas en los estudios, Zarrinpar y su equipo encontraron que los resultados y las conclusiones dependían en gran medida de cuándo los investigadores recolectaron las muestras.

Zarrinpar se inspiró para realizar este estudio por una conversación que tuvo con un colega. “Me dijo que un posdoctorado en su laboratorio se hizo cargo de un experimento que había sido iniciado por otra persona. El posdoctorado no pudo replicar ninguno de los hallazgos previos del pasante. Eso lo hizo cuestionar la investigación de su predecesor”, dijo Zarrinpar. “Luego, el posdoctorado se dio cuenta de que una bacteria que era increíblemente generalizada en sus hallazgos era una que aparece al final del día. Volvió a su laboratorio y vio que el pasante anterior le gustaba recolectar muestras por la mañana, mientras que él mismo recolectaba muestras antes de irse a casa. Es por eso que no pudo replicar los hallazgos del primer pasante”.

Ser capaz de reproducir los resultados de un experimento anterior —replicabilidad— es un elemento clave para saber si un hallazgo representa de forma fiable un nuevo conocimiento sobre la realidad o es simplemente un artefacto del experimento. La investigación del microbioma está experimentando actualmente una crisis de replicabilidad, en parte debido a la naturaleza interdisciplinaria del campo, la complicada relación entre los microorganismos y sus huéspedes, y la dificultad de controlar tantas variables.

Zarrinpar cree que los nuevos hallazgos de su equipo sobre la importancia del tiempo pueden ayudar a solucionar la crisis de replicabilidad en la investigación del microbioma. Explica: “Si alguna vez vamos a poder comunicarnos entre nosotros sobre nuestra ciencia y lo que creemos que está sucediendo de una manera efectiva, entonces necesitamos entender que si obtuviste resultados diferentes a los míos, tal vez eso podría deberse a la hora en que estamos recolectando muestras o no. En este momento, ni siquiera puedes decirlo”.

Según Zarrinpar, los científicos en otros campos, como los biólogos circadianos, también han estado presionando al NIH para que sea más estricto en la necesidad de informar el momento de la recolección de muestras. Zarrinpar espera que la publicación de este artículo convenza a más científicos —y a las personas que financian y publican su investigación— de la importancia de la sincronización y su posible efecto en otros campos también, como la investigación del metabolismo.

Los próximos pasos de Zarrinpar implican abogar por pautas estandarizadas que aseguren la coherencia en los tiempos y la metodología de recolección de muestras del microbioma. “Esto probablemente implicará la colaboración con otros investigadores, agencias de financiación y editores de revistas para promover la adopción de tales estándares”, dijo. Su próximo artículo se centra en comprender el impacto de la sincronización en los humanos, una variable que es mucho más difícil de controlar.

Esta investigación fue financiada en parte por los Institutos Nacionales de Salud, la Fundación Soros y la Asociación Americana de Hospitales.

Los coautores del estudio incluyen: Celeste Allaband, Amulya Lingaraju, Stephany Flores Ramos, Tanya Kumar, Haniyeh Javaheri, Maria D. Tiu, Ana Carolina Dantas Machado, Roland A. Richter, Emmanuel Elijah, Gabriel G. Haddad, Pieter C. Dorrestein, Rob Knight de la Universidad de California en San Diego y Vanessa A. Leone de la Universidad de Wisconsin-Madison.

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