Cada respiración transporta una mezcla de sustancias químicas moldeadas por el metabolismo del cuerpo. Un nuevo estudio sugiere que algunas de esas moléculas pueden provenir de una fuente inesperada: los microbios que viven en el intestino. Al analizar el aliento exhalado de niños y ratones, los investigadores descubrieron que las señales químicas producidas por las bacterias intestinales aparecen en las muestras de aliento. Esas señales reflejaban la composición del microbioma intestinal y, en algunos casos, apuntaban a bacterias asociadas con el asma, que afecta a aproximadamente 5 millones de niños estadounidenses.
Los hallazgos, publicados en Cell Metabolism, llegan en medio de una creciente evidencia de que las alteraciones en el microbioma intestinal están relacionadas con una variedad de enfermedades, desde trastornos metabólicos hasta afecciones inmunes. Sin embargo, el seguimiento de esos cambios microbianos normalmente requiere muestras de heces y secuenciación genética, lo que dificulta el seguimiento rápido o de rutina fuera de los entornos de investigación. Los autores sugieren que la detección basada en la respiración podría ofrecer una ventana más rápida y menos invasiva a la actividad microbiana.
“La evaluación rápida de la salud del microbioma intestinal podría mejorar significativamente la atención clínica, especialmente para los niños pequeños”, afirmó Andrew L. Kau, autor principal del estudio, en un comunicado de prensa.
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Cómo el microbioma intestinal deja un rastro químico
Los microbios intestinales sobreviven descomponiendo componentes de los alimentos que el cuerpo humano no puede digerir por sí solo. En el proceso, liberan pequeñas moléculas conocidas como compuestos orgánicos volátiles o COV. Algunos de estos compuestos ingresan al torrente sanguíneo y eventualmente son expulsados a través de los pulmones durante la respiración normal, donde pueden ser capturados y analizados.
El equipo de investigación se propuso probar si esos subproductos microbianos podrían actuar como una huella química del microbioma intestinal.
Realizaron un estudio en el que participaron 27 niños de entre seis y 12 años. Cada participante proporcionó muestras de aliento y heces. Los investigadores analizaron las heces para identificar qué microbios estaban presentes en el intestino y luego compararon esos resultados con los compuestos químicos detectados en el aliento exhalado.
Descubrieron que los compuestos capturados en el aliento coincidían estrechamente con los que se sabe que producen los microbios identificados en las heces. En otras palabras, las muestras de aliento reflejaron la composición del microbioma intestinal sin requerir acceso directo a los intestinos.
El equipo confirmó el hallazgo en ratones trasplantando bacterias específicas en animales criados sin sus propios microbios intestinales. Los microbios introducidos podrían identificarse a través de compuestos detectados en el aliento, fortaleciendo el vínculo entre la química del aliento y la actividad microbiana intestinal.
Predecir las bacterias relacionadas con el asma a partir del aliento
Luego, los investigadores preguntaron si el análisis del aliento podía distinguir entre comunidades microbianas sanas y aquellas asociadas con enfermedades.
Compararon muestras de aliento y heces de niños sanos con muestras de niños diagnosticados con asma. El asma pediátrica se ha relacionado anteriormente con niveles elevados de una bacteria intestinal llamada Eubacterium siraeum.
Utilizando únicamente muestras de aliento, los investigadores pudieron predecir la abundancia de esta bacteria en niños con asma. Ese nivel de sensibilidad sugiere que el análisis del aliento podría ayudar a detectar cambios en el microbioma asociados con la enfermedad, incluso cuando esos cambios no son visibles externamente.
Hacia una prueba de microbioma no invasiva
Uno de los mayores desafíos a la hora de trasladar la investigación del microbioma a la atención clínica es la velocidad. La secuenciación y el análisis del ADN microbiano pueden llevar días o semanas, lo que limita su utilidad para el seguimiento rutinario o la intervención temprana.
“Una de las barreras clave para integrar nuestro conocimiento del microbioma en la atención clínica es el tiempo que lleva analizar los datos del microbioma”, dijo el primer autor Ariel J. Hernandez-Leyva en un comunicado de prensa. “El análisis del aliento ofrece una forma prometedora y no invasiva de sondear el microbioma intestinal y puede transformar la forma en que diagnosticamos enfermedades en medicina”.
Si bien se necesita más investigación antes de que las pruebas de aliento con microbiomas se conviertan en parte de la práctica médica diaria, los hallazgos sugieren que una simple muestra de aliento algún día podría proporcionar una ventana práctica a las comunidades microbianas que dan forma a la salud humana.
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