Hace veinte años, con tan solo un día de separación, se publicaron dos artículos en las revistas científicas Nature y Science, donde se describían los dos primeros borradores de la secuencia del genoma humano. Su coste fue tremendo: tres mil millones de dólares de inversión y el trabajo de tres mil científicos durante diez años. Pero inmediatamente, la presión por secuenciar más genomas llevó en unos pocos años al desarrollo de las llamadas plataformas de secuenciación genómica masiva que han permitido acortar en tiempo y abaratar en costes los proyectos genómicos. El resultado es que ahora es posible secuenciar un genoma humano por unos pocos centenares de dólares, en unas pocas horas y con el concurso, únicamente, de un técnico de laboratorio.

Además, esta revolución genómica no se aplica solo al estudio del genoma humano. Se han secuenciado los genomas de miles de animales, plantas y microorganismos. Y no solo eso, estas tecnologías se han usado para estudiar los microorganismos que pueblan cualquier hábitat utilizando una aplicación específica de la genómica a la que llamamos análisis del microbioma. Esta tecnología nos permite ver todos los microorganismos que hay en una muestra, independientemente de que podamos cultivar esas cepas en el laboratorio. Con su uso ha cambiado nuestra visión del mundo de los microrganismos y hemos descubierto que nuestro planeta está repleto de bacterias, levaduras y hongos.

Son muchos más de los que pensábamos, baste citar como ejemplo que los expertos en ecología microbiana piensan que hay 5 quintillones de bacterias viviendo en nuestro planeta, lo que implica que por cada humano tocamos a 625 trillones de este tipo microorganismos. Y, además, están en cualquier ecosistema, desde los geiseres del parque Nacional de Yellowstone, a los paneles solares de nuestros edificios, desde nuestros pulmones a la leche materna. En resumen, estos pocos años de genómica y microbioma nos han abierto los ojos a una nueva realidad microbiana.

Ahora sabemos que una parte importante de esa biomasa microbiana vive en el suelo donde crecen nuestros cultivos comestibles, en el tracto digestivo de nuestros animales de granja o dentro de nuestro propio cuerpo. En el suelo juegan un papel relevante para que los cultivos crezcan de forma eficaz y resistan estreses bióticos o abióticos. Y no solo eso, están presentes en concentraciones importantes en las partes comestibles de nuestros cultivos, de forma que cuando ingerimos una naranja o un tomate o comemos una endivia, estamos ingiriendo billones de microorganismos que han influido sobre la composición nutricional del vegetal que estamos comiendo y, por supuesto, van a influir sobre nuestra salud. De forma similar, el cuerpo de los animales de granja está lleno de microorganismos. Por ejemplo, en el caso de las vacas se concentran en el rumen, donde son responsables de que la digestión del animal sea adecuada y haya una buena conversión del pienso. Pero, además, también son responsables de la producción del metano que estas vacas emiten al ambiente.

En un individuo de 70 kg de peso, entre 1,5 y 2 kg de su peso no son sus células, son los microorganismos que cohabitan su cuerpo

¿Podemos cambiar el microbioma del rumen de una vaca para que, sin pérdida de eficacia nutricional reduzcan la emisión de metano sin perjudicar la composición nutricional de su carne o su leche? No es un proyecto de ciencia-ficción y ya hay varios grupos en el mundo que empiezan a tener los primeros resultados positivos, algunos en centros del CSIC de nuestro país.

Pero lo más sorprendente ha sido averiguar que nuestro cuerpo, el cuerpo humano, está lleno de microorganismos. Al aplicar estos análisis de microbioma se ha podido comprobar que, en un individuo de 70 kg de peso, entre 1,5 y 2 kg de su peso no son sus células, son los microorganismos que cohabitan su cuerpo y que se localizan mayoritariamente en el tracto digestivo, constituyendo lo que denominamos el microbioma digestivo. Este microbioma digestivo tiene un papel decisivo en nuestra salud porque extrae energía de lo que comemos, activa nuestro sistema inmune y desplaza patógenos. Varía, entre otras cosas, en función de la dieta, la edad de la persona o el uso de fármacos. Pero, además, cada vez se dispone de más evidencias científicas que indican que existen muchas patologías en las que se han descrito cambios en el microbioma digestivo a los que llamamos disbiosis.

Estamos a las puertas de una nueva revolución microbiana, pero todavía hay mucho que estudiar y comprender.

Este es el caso de la celiaquía, la enfermedad inflamatoria intestinal o la enfermedad de Crohn, el autismo, la diabetes tipo II, la fibromialgia, la fibrosis quística o el párkinson. En muchas ocasiones desconocemos si estas alteraciones son la causa o la consecuencia de la enfermedad, pero en otros casos como la dermatitis atópica o la psoriasis, o en algunos desórdenes metabólicos, es claro que es una de las causas. ¿Es posible revertir esta situación? Si, usando lo que llamamos moduladores del microbioma, un conjunto de sustancias y microorganismos (prebióticos, postbióticos, sinbióticos) que coordinan la estabilidad del ecosistema microbiano. Y en el interés por desarrollar este tipo de productos, tanto para la nutrición humana como para la animal, se empiezan a dar la mano la industria agroalimentaria y la farmacéutica, la tecnología de alimentos, la microbiología y la veterinaria y la medicina.

Estamos a las puertas de una nueva revolución microbiana, pero todavía hay mucho que estudiar y comprender. El futuro será excitante y estos resultados traerán nuevas estrategias de innovación industrial impensables a fecha de hoy. Será particularmente relevante en el mundo de la alimentación. El sector agroalimentario se enfrenta a un futuro difícil, con muchos problemas ligados a la seguridad alimentaria, la salud y la sostenibilidad. El uso combinado y racional de estas tecnologías del microbioma con inteligencia artificial y fermentación de precisión será una de las claves para resolver buena parte de esos problemas.

Daniel Ramón Vidal es Distinguished Research Fellow Microbiome. Biopolis – Archer Daniels Midland. Licenciado y doctor en Ciencias Biológica por la Universitat de València. Ha sido Catedrático de Tecnología de los Alimentos de la Universitat de València y Profesor de Investigación en el CSIC. En la actualidad es “Distinguished Research Fellow Microbiome” de ADM. Sus resultados tecnológicos están protegidos por 32 familias de patentes y ha publicado más de 160 artículos en revistas internacionales de prestigio. Ha obtenido el Premio de la Sociedad Española de Microbiología, el Premio a la Trayectoria Científica del Instituto Danone, el Premio Europeo de Divulgación Científica, el Premio Nacional de Investigación Juan de la Cierva, el Premio Internacional Hipócrates, la Medalla de al Fomento de la Invención de la Fundación García Cabrerizo y el Premio Internacional “Nutrachampion”. Es Académico de Número de la Real Academia de Ingeniería de España y pertenece al Consejo Rector del Consejo Superior de Investigaciones Científicas.