Effects of antibiotics and Clostridium difficile infection on the human gut microbiota

Resumen

El cuerpo humano está poblado por complejas comunidades microbianas (definidas como microbiota)que han colonizado una gran variedad de regiones como la piel, las vías respiratorias, o el tracto gastrointestinal,entre otras. La mayor cantidad de microorganismos y la diversidad más alta se encuentran en el tracto gastrointestinal. La microbiota intestinal participa en una gran variedad de funciones que benefician al hospedador como la digestión de los carbohidratos de la dieta y obtención de energía, la síntesis de vitaminas y amino ácidos esenciales, el desarrollo y homeostasis del sistema inmune, la proliferación y diferenciación del epitelio intestinal y la protección contra patógenos oportunistas. Un ejemplo del papel de la microbiota en proteger contra la colonización por patógenos, es que evita la infección por la bacteria Clostridium difficile que es actualmente el causante más común de la diarrea nosocomial y que constituye un serio problema en salud pública. El principal principal factor de riesgo para la infección por C. difficile es la terapia con antibióticos, especialmente la de amplio espectro, comúnmente utilizada en el ámbito clínico. En los últimos años el desarrollo de técnicas moleculares, como la secuenciación del gen que codifica para el 16S rRNA, las aproximaciones meta-"omicas" (metagenómica, metatranscriptómica, metaproteómica, entre otras) y la secuenciación de alto rendimiento, ha incrementado el conocimiento sobre la estructura, funciones y ecología de la microbiota intestinal, así como su papel en la salud y en la enfermedad. En el marco de esta nueva tecnología, se ha comenzado a estudiar recientemente con gran interés la interacción de los antibióticos con la microbiota intestinal, y su repercusión en la fisiología humana. El objetivo general de esta tesis consistió en caracterizar el efecto de la terapia con antibióticos en la microbiota intestinal humana, así como los efectos de la infección del patógeno oportunista Clostridium difficile a través del uso de estas novedosas técnicas moleculares. En este sentido hemos conseguido describir la gran influencia negativa que ejercen los antibióticos en el ecosistema intestinal, viéndose afectada la composición, diversidad y actividad metabólica de la microbiota, y como consecuencia las funciones beneficiosas que las bacterias intestinales aportan al hospedador. Por otro lado, en nuestro estudio proponemos un grupo de microorganismos y funciones que podrían estar implicadas en evitar la infección por C. difficile. Futuros estudios podrán, teniendo como base estos resultados, diseñar tratamientos específicos para pacientes bajo terapia antibiótica con el fin de prevenir y tratar la infección por este microorganismo.