La tecnología de secuenciación de nueva generación (NGS) ha permitido reducir los costes de los servicios y tecnologías de secuenciación, está tecnología tiene la capacidad de secuenciar múltiples muestras y desde genes específicos hasta genomas completos, por lo cual es una tecnología que se usa en múltiples aplicaciones como: diagnóstico genético y aplicaciones clínicas, en investigación de fauna y flora, medicina forense, entre otros. Dentro de los múltiples estudios realizados, el análisis de microorganismos mediante tecnología de secuenciación de nueva generación ha permitido obtener secuencias de alta calidad de estudios de microbioma en muestras complejas y diversas, lo que permitió identificar y estudiar microorganismos no cultivables, a estos estudios se les llamó estudios de metagenómica, los cuales tenían como propósito identificar todo el DNA proveniente de bacterias, arqueas, hongos, y algunos protistas presentes en muestras complejas como: suelos, aguas, superficies, heces, piel entre otras, ya han transcurrido cerca de 20 años desde que se realizaron los primeros estudios de metagenómica (1,2), en el año 2003 se finalizó el proyecto genoma humano, con el cual se secuenció todo el genoma humano, permitiendo desarrollar nuevos tratamientos para enfermedades genéticas, cáncer entre otros.

En el año 2008, inició el proyecto microbioma humano, donde se recolectaron más de 5000 muestras de: cuerpo, como la boca, nariz, piel, intestino y vagina. El número de bacterias en el cuerpo se ha estimado que es del mismo orden que el número de células vivas, con una masa total de alrededor de 0,2 kg (3). En este sentido, el microbioma intestinal regula el metabolismo y la fisiología del huésped, participando en la digestión y la disponibilidad de nutrientes, y modulando las respuestas inmunitarias. Asimismo, la composición del microbioma está influenciada por factores genéticos y ambientales, incluida la dieta, que se considera un regulador clave del microbioma intestinal (4).

En el contexto del cáncer, las complejas relaciones con el microbioma humano (también conocido como oncobiosis) se han reconocido como factores clave tanto en el desarrollo de la enfermedad como en la modulación de la eficacia del tratamiento. El oncobioma puede influir en el proceso del cáncer mediante interacciones directas con las células cancerosas, alteraciones en el microambiente tumoral (TME, por sus siglas en inglés) o la modulación de la respuesta inmunitaria (5). Cada tipo de tumor se ha encontrado con un microbioma diferente. Las bacterias intratumorales, que son mayoritariamente intracelulares, están presentes tanto en las células inmunitarias como en las células cancerosas (6)

En el estudio de Herrera de 2024 (7) realizaron un resumen de los microorganismos presentes en distintas partes del cuerpo y su efecto como factor de riesgo para el desarrollo de cáncer y los microorganismos con un efecto de protección. En rojo se muestran los microorganismos que tienen un efecto como factor de riesgo, y en verde los microrganismos que se conoce tienen un efecto protector.

Imagen 1. Microorganismos de distintas partes del microbiota humano y sus efectos como factor de riesgo y como efecto protector.

El microbioma humano desempeña un papel fundamental en el desarrollo del cáncer, con efectos tanto positivos como negativos, dependiendo de los microorganismos involucrados. Estos microorganismos están estrechamente ligados a la inmunomodulación, metabolismo de las células, al correcto balance de funciones metabólicas para la digestión, entre otras, influyendo directamente en la progresión del cáncer mediante su interacción con el sistema inmunitario y las células cancerígenas. Además, la descripción y secuenciación exhaustiva del microbioma y su asociación con el cáncer son elementos esenciales para mejorar los tratamientos oncológicos actuales. Este enfoque promete llevar la medicina personalizada a un nuevo nivel, impulsando avances significativos en el ámbito médico y ofreciendo nuevas esperanzas para el tratamiento del cáncer.

Bibliografía

1. Zhao LY, Mei JX, Yu G, Lei L, Zhang WH, Liu K, Chen XL, Kołat D, Yang K, Hu JK. Role of the gut microbiota in anticancer therapy: from molecular mechanisms to clinical applications. Signal Transduct Target Ther. 2023 May 13;8(1):201. doi: 10.1038/s41392-023-01406-7. PMID: 37179402; PMCID: PMC10183032.
2. Breitbart M, Salamon P, Andresen B, Mahaffy JM, Segall AM, Mead D, Azam F, Rohwer F. Genomic analysis of uncultured marine viral communities. Proc Natl Acad Sci U S A. 2002 Oct 29;99(22):14250-5. doi: 10.1073/pnas.202488399. Epub 2002 Oct 16. PMID: 12384570; PMCID: PMC137870.
3. Sender R., Fuchs S., Milo R. Revised Estimates for the Number of Human and Bacteria Cells in the Body. PLoS Biol. 2016;14:e1002533. doi: 10.1371/journal.pbio.1002533.
4. Ignatiou A., Pitsouli C. Host-diet-microbiota interplay in intestinal nutrition and health. FEBS Lett. 2024 doi: 10.1002/1873-3468.14966.
5. Miko E., Sipos A., Toth E., Lehoczki A., Fekete M., Sebo E., Kardos G., Bai P. Guideline for designing microbiome studies in neoplastic diseases. Geroscience. 2024 doi: 10.1007/s11357-024-01255-4.
6. Nejman D., Livyatan I., Fuks G., Gavert N., Zwang Y., Geller L.T., Rotter-Maskowitz A., Weiser R., Mallel G., Gigi E., et al. The human tumor microbiome is composed of tumor type-specific intracellular bacteria. Science. 2020;368:973–980. doi: 10.1126/science.aay9189.
7. Herrera-Quintana L, Vázquez-Lorente H, Lopez-Garzon M, Cortés-Martín A, Plaza-Diaz J. Cancer and the Microbiome of the Human Body. Nutrients. 2024 Aug 21;16(16):2790. doi: 10.3390/nu16162790. PMID: 39203926; PMCID: PMC11357655.
8. Tyson GW, Chapman J, Hugenholtz P, Allen EE, Ram RJ, Richardson PM, Solovyev VV, Rubin EM, Rokhsar DS, Banfield JF. Community structure and metabolism through reconstruction of microbial genomes from the environment. Nature. 2004 Mar 4;428(6978):37-43. doi: 10.1038/nature02340. Epub 2004 Feb 1. PMID: 14961025.