Heces preservadas revelan “evento de extinción” en bacterias intestinales

Cada uno de los alimentos que llevas a tu boca es digerido con ayuda de bacterias benéficas que habitan el intestino. Y al final del proceso digestivo, esas bacterias terminan excretadas en las heces. Por eso, un montón de excremento seco con mil años de antigüedad ofrece información valiosa sobre ecosistemas bacterianos antiguos.

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Lo que para algunos es desperdicio, para la ciencia es una máquina del tiempo que permite conocer el intestino humano de nuestros antepasados. Además, revela el impacto que tuvieron los alimentos procesados, antibióticos y el saneamiento. Hace algunos días, un grupo de investigadores publicó un artículo en la revista Nature donde detalla el análisis al antiguo ADN de coprolitos. El terminó “coprolito” no es más que una forma elegante de llamar a las “heces preservadas”.

Bacterias intestinales de nuestros antepasados.

El material en cuestión estaba oculto en refugios rocosos localizados en Estados Unidos y México. La escatológica información proporciona a los científicos un primer vistazo a las bacterias intestinales de comunidades prehistóricas. “Estas paleoheces son el equivalente a viajar en el tiempo”, asegura Justin Sonnenbur, biólogo de la Universidad de Stanford.

El estudio afirma que, en el último milenio, el intestino humano atravesó un “evento de extinción”. El órgano se volvió significativamente menos diverso al perder docenas de especies. Lo peor es que según Aleksandar Kostic, microbiólogo de la Escuela de Medicina de Harvard y líder de la investigación, “son cosas que jamás recuperaremos”.

El error de los sustitutos modernos.

En investigaciones previas, se empleó el microbiota intestinal de los modernos cazadores-recolectores y pastores como “sustituto” del antiguo microbioma humano. Y es que la diversidad microbiana de estas personas supera con creces a la de individuos que viven en sociedades industrializadas.

De hecho, los investigadores llegaron a relacionar esa baja diversidad con índices superiores de “enfermedades propias de la civilización”. Entre ellas destaca la obesidad, diabetes y las alergias alimentarias. Sin embargo, no quedaba claro que tanto tenían en común los antiguos humanos con los pueblos no industrializados de nuestra época.

“Queríamos volver en el tiempo para observar en qué momento se produjeron estos cambios [en el microbioma intestinal moderno] y sus consecuencias”, señala Christina Warinne, genetista de la Universidad de Harvard y coautora del estudio. “¿Es a causa de la propia comida? ¿Los antibióticos, el procesamiento o saneamiento son responsables?”.

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Coprolitos.

Examinando heces preservadas o coprolitos.

Un equipo conformado por especialistas de diversos países analizó ocho coprolitos. Las piezas estaban en buen estado de conservación gracias a la sequedad y temperatura estable de tres refugios rocosos en México y al sureste de Estados Unidos. Tras una datación por radiocarbono, concluyeron que las heces estudiadas se excretaron entre el año 0 d.C. y el 1000 d.C.

Es importante señalar que algunas de esas excavaciones se realizaron hace más de un siglo, pero las piezas estaban almacenadas en un museo. Meradeth Snow, antropóloga molecular de la Universidad de Montana, se encargó de rehidratar los coprolitos. Posteriormente, recuperó hebras de ADN mucho más largas que en los análisis previos de paleoheces.

ADN de microbios antiguos.

Uno de los grandes problemas al analizar el antiguo microbioma intestinal, es que su ADN se mezcló con el de microbios del suelo circundante. Marsha Wibowo, estudiante de posgrado del Harvard’s Joslin Diabetes Center, estuvo a cargo del análisis de ADN. La científica identificó las especies antiguas del intestino enfocándose en el ADN dañado por el paso del tiempo.

Además, identificó secuencias de bacterias presentes en el intestino de los mamíferos. Pero, parte de ese ADN antiguo resultaba desconocido para la ciencia. Evidentemente, se trataba de bacterias extintas nunca antes vistas.

En los coprolitos se identificaron 181 genomas antiguos que probablemente se encontraban en un intestino humano. La gran mayoría se parece a microorganismos identificados en muestras de intestinos con alimentación no industrializada, incluidas especies vinculadas a dietas altas en fibra.

Los restos de comida presentes en las paleoheces corroboran que la dieta de los pueblos antiguos incluía maíz y frijol, granos típicos de los primeros agricultores en Norteamérica. Pero, las muestras recolectadas al sur de Estados Unidos describían una dieta más ecléctica y rica en fibra. Encontraron restos de tuna, oryzopsis y chapulines.

Microbioma intestinal inédito.

Además, el microbioma antiguo presenta ciertas características que lo distinguen de su homólogo moderno. Por ejemplo, carecían de marcadores de resistencia a los antibióticos. Además, resultaron mucho más diversos al incluir docenas de especies desconocidas. “Tan sólo en esas ocho muestras de un área geográfica relativamente limitada, localizamos un 38% de nuevas especies”, señala Kostic.

coprolitos

Por ejemplo, la Treponema es una bacteria prácticamente inexistente en el microbioma intestinal industrializado. Actualmente, se sabe de su existencia porque aparece ocasionalmente en personas que llevan estilos de vida no industriales. Sin embargo, “están presentes en cada una de las paleoheces, en todas las regiones geográficas”, señala Kostic. “Esto indica que no sólo la dieta está moldeando las cosas”.

En investigaciones futuras con coprolitos de otros periodos temporales, se espera identificar el momento en que se produjeron los cambios más importantes y qué los provocó. Esta nueva información obtenida de heces antiguas revela que nadie en este mundo posee un microbioma intacto. “Los pueblos no industriales, incluidos sus microbiomas, no deben considerarse como sustitutos de nuestros antepasados”, advierte Mathieu Groussi, genetista del Instituto de Tecnología de Massachusetts.

La información también apunta a que perdimos muchos ayudantes microbianos en el pasado reciente. De hecho, es muy posible que nuestros organismos ni siquiera tuvieran tiempo de adaptarse. “El estudio nos proporciona un estándar para verificar aquellas especies que perdimos”, dice Sonnenburg. No debería sorprenderte que, en algunas décadas, se lleven a cabo esfuerzos comerciales por “restaurar” el microbioma moderno.

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