Trazan el perfil bacteriano de la patología intestinal con machine learning

Una start-up originada en la sanidad catalana ha trazado el perfil bacteriano, las firmas biológicas, de las enfermedades inflamatorias intestinales. A través de una serie de marcadores han conseguido obtener indicios de qué sucede dentro del intestino humano ante la enfermedad de Crohn, la enfermedad inflamatoria intestinal, el cáncer de colon e, incluso, otras patologías inflamatorias inmunomediadas lejos del intestino, como la artritis reumatoide o la espondilitis anquilosante.

Xavier Aldeguer, jefe del Servicio de Aparato Digestivo del Hospital Universitario Dr. Josep Trueta de Girona, detalla cómo fue el cambio de enfoque a la hora de estudiar la flora intestinal. "Nuestro equipo ha trabajado durante unos 15 años en la descripción de la microbiota de las enfermedades inflamatorias intestinales y otras enfermedades como son el colon irritable y el cáncer de colon", señala.

Esta tarea, considerada tan necesaria hoy en día, fue sin embargo revolucionaria en aquel momento. Según cuenta Aldeguer, antes de empezar en este proyecto, parte del equipo se encontraba estudiando el lago de Banyoles, en Girona, con técnicas de biología molecular. "La idea que hoy se ve tan clara fue: ¿por qué no aplicamos el análisis del ecosistema al intestino humano?". Y es que, según explica, cuando hablamos del intestino humano, "hablamos de un ecosistema, que tiene cambios como cualquier otro ecosistema".

"Nos preguntamos por qué no aplicar el análisis del ecosistema al intestino humano"

Esa es la clave que Aldeguer, director médico de GoodGut, la start-up que han desarrollado, y su equipo han aplicado al estudio del intestino. Comprender los cambios en el intestino, las disbiosis intestinales, como indicador o "chivato" de otras patologías. "Somos pioneros en el desarrollo de estas firmas biológicas; es la primera vez que se pone de manifiesto la utilidad clínica real" de estos marcadores, cuenta.

Así, en lugar de analizar la carga bacteriana en las heces, han acudido directamente a la pared intestinal: "Hemos ido directamente a la biopsia y hemos estudiado directamente la capa de bacterias más íntimamente adheridas a nuestra mucosa, las que realmente nos acompaña". "A partir de ahí hemos descrito cambios que se dan, por ejemplo, en enfermedad de Crohn,  uno de los grandes modelos de disbiosis, es decir, de alteración del perfil bacteriano".

Marcadores 

Con el paso del tiempo fueron perfilando el tipo de bacterias que se encontraban más frecuentemente asociadas a determinadas enfermedades, "la asociación  más clara fue en cáncer de colon". Con esa información han desarrollado un primer marcador no invasivo, que junto con la sangre oculta en heces, es un buen indicador de la posible patología. "La clave ha venido cuando hemos generado un algoritmo a partir de técnicas de machine learning. Tomamos una serie de bacterias, dependiendo en función del marcador, e iterativamente vamos testando las muestras", detalla.

Así, por un lado han desarrollado "un marcador de cáncer de colon que ya ha obtenido el marcado CE de comercialización para complementar la búsqueda de sangre oculta en heces, ofreciendo una mayor especificidad" y "reduciendo el número de colonoscopias".  "Mientras tanto estamos haciendo una validación clínica de 2.500 muestras de un biobanco alemán de screening para probar nuestro valor predictivo", apunta.

"La flora intestinal es un órgano con capacidad metabólica"

También se encuentran "en fase de validación clínica de un marcador de seguimiento de enfermedad inflamatoria intestinal" que, en lugar de medir la calprotectina en heces de pacientes con estas patologías, ("un nivel bajo de esta proteína se relaciona con lesiones intestinales", explica el jefe de digestivo), mide el perfil microbiano, "que es más preciso que el marcador de inflamación".

"Otro marcador que estamos desarrollando es el de predicción de respuesta a tratamientos biológicos en enfermedad inflamatoria intestinal", detalla el digestólogo, algo que ayude a explicar por qué hay pacientes que no responden a los tratamientos, que actualmente se encuentra "en prueba de concepto".

Las bacterias y ser humano

El jefe de Aparato Digestivo va más allá en la relación que el ser humano mantiene con las poblaciones bacterianas, y apunta que estos organismos juegan un papel decisivo. "El ser humano es un ser simbiótico", detalla  y sostiene que en nuestro organismo hay "1,3 bacterias por cada célula humana". "Los digestivos fuimos los primeros en interesarnos en la disbiosis intestinal, porque somos los que trabajamos en el órgano que tiene un mayor contenido de bacterias de todo nuestro cuerpo, que es el colon".

"Lo que no sabíamos era que estábamos abriendo la caja de Pandora. Ahora sabemos que lo que estábamos describiendo es un órgano en sí mismo". Así, en opinión de este investigador, la flora intestinal es "un órgano con capacidad metabólica de producción de proteínas, lípidos y energía que, por tanto, interactúa con nuestro cuerpo". Por todo ello, señala que el futuro pasa por el estudio de estas disbiosis en relación de otras patologías inmunomediadas, como "la psoriasis, la artrosis reumatoide o la espondilitis anquilosante".

"Lo que creo que hay que tener claro es que estamos en una fase descriptiva. Es decir, todavía nos falta información para llegar a la explicación patogénica. Y ahí está la clave que tenemos en GoodGut, puesto que, por el momento, si las bacterias nos pueden decir algo es como marcadores, pero si queremos ir más allá", concluye.