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MUNDIARIO

Un nuevo algoritmo sugiere una red alimentaria de cuatro niveles para microbios intestinales

El enfoque de modelado novedoso podría ayudar a mejorar la comprensión de la función intestinal humana.
Un nuevo algoritmo sugiere una red alimentaria de cuatro niveles para microbios intestinales
Intestino. / Mammoth Hunters.
Intestino. / Mammoth Hunters.

Sara Rada

Periodista.

Un nuevo modelo computacional sugiere que la red alimentaria del microbioma intestinal humano sigue una estructura jerárquica similar a la de los ecosistemas a mayor escala. Tong Wang de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign y sus colegas presentan el modelo en PLOS Computational Biology.

En el intestino humano, cientos de especies de microbios intercambian nutrientes en una compleja red alimentaria. Las redes alimentarias a gran escala, como las de los bosques tropicales, suelen seguir una jerarquía en la que la energía fluye de las plantas a los herbívoros y carnívoros. Wang y sus colegas se preguntaron si podría considerarse que el microbioma intestinal sigue una jerarquía similar, desde los microbios que consumen nutrientes en los alimentos ingeridos por el huésped humano, hasta aquellos que comen los nutrientes producidos por los primeros microbios, y así sucesivamente.

Para abordar esta pregunta, los investigadores desarrollaron un modelo computacional que utiliza las especies conocidas de microbios en el intestino de una persona para predecir los metabolitos microbianos: las sustancias que los microbios generan como parte de sus actividades biológicas y que pueden servir como nutrientes para otros microbios intestinales. . Las predicciones de metabolitos generadas por el modelo están en línea con los datos experimentales, lo que respalda su precisión.

El nuevo modelo predice una jerarquía de cuatro niveles para la red alimentaria del microbioma intestinal. Esto sugiere que la composición de las especies cambia sistemáticamente a lo largo del intestino. Cerca de la entrada al intestino inferior, uno podría encontrar bacterias del nivel jerárquico más alto: aquellas que consumen nutrientes en los alimentos que consume el ser humano. Cerca del final del intestino, uno puede encontrar bacterias del nivel más bajo.

"Existe una gran ventaja en poder predecir los perfiles metabólicos de los genomas de las especies, como lo hace nuestro algoritmo", dice Wang. "Los metabolitos son mejores que la composición de especies para predecir aspectos importantes de la función intestinal, pero la secuenciación del genoma es más rápida y barata que medir los perfiles metabólicos".

Los investigadores ahora están trabajando para refinar su modelo utilizando un enfoque de aprendizaje automático para inferir importantes relaciones competitivas entre los microbios intestinales. Hacerlo podría mejorar la precisión del modelo, reduciendo potencialmente la necesidad de mediciones costosas de los perfiles metabólicos en la investigación sobre la función intestinal.   @mundiario