No creo que sea posible erradicar de repente todos los patógenos humanos. En primer lugar, los agentes rara vez son universalmente patógenos . En segundo lugar, tendemos a crear patogenicidad a través de nuestra propia agencia activa. En tercer lugar, una humanidad sin patógenos solo podría existir en un mundo sin humanidad. Sí, leíste bien la última declaración. Sí, suena completamente absurdo. Sin embargo, como espero explorar con este ensayo, cada uno de nosotros no es tanto un individuo, ya que somos un ecosistema que consiste en parte de células humanas y otras células eucarióticas y en parte de células bacterianas, víricas y fúngicas, y nuestra lenta comprensión de este hecho deja en claro que la patogenicidad es parte integrante de la realidad de vivir en un mundo microbiano, y nuestra agencia activa podría tanto aumentar como disminuir el potencial patógeno .
¿Por qué tenemos una postura tan fuertemente antimicrobiana?
Primero, me gustaría desarrollar las suposiciones implícitas en las preguntas. Un patógeno se define como cualquier cosa que pueda producir enfermedad. Dada esta amplia definición, ¿a qué patógenos hacen referencia las preguntas? El encuadre de las preguntas me sugiere que los agentes causantes de la enfermedad que se investigan aquí son microorganismos, particularmente microorganismos que pertenecen a los humanos.
Me parece realmente desafortunado descubrir microbios en el contexto de las enfermedades humanas. Desde entonces, en nuestro propio detrimento, hemos mantenido una postura adversarial hacia ellos. Esto ha sesgado nuestra comprensión no solo de los microbios sino también de nosotros mismos. Una cosa es pensar que los microbios pueden causar enfermedades, y otra pensar que solo causan enfermedades. Si bien podemos estar de acuerdo con que pensamos de esta manera cuando se establece de manera tan explícita, podemos inferir claramente que tendemos a considerar al microbio y al patógeno como sinónimos por el hecho de que cada vez usamos una variedad de jabones personales (lociones para manos, productos para el cuerpo) ) y productos de limpieza para el hogar que orgullosamente proclaman su habilidad para eliminar el 99.9% de los “gérmenes”. Después de todo, ¿el término “gérmenes” no tiene connotaciones abrumadoramente negativas?
Microbios por números: ¿No es nuestra postura antimicrobiana bastante insostenible?
Simplemente tenemos que examinar el continuo humano-microbio por los números para ver qué ridículamente insostenible es tener una postura adversarial hacia los microbios. Se estima que albergamos aproximadamente 100 billones de células microbianas en nuestro intestino solo (Whitman DB, PNAS, 1998; 95: 6578-6583. Procariotas: la mayoría no vista). Esto es 10 veces el número de células humanas en todo nuestro cuerpo. Se estima que albergamos 1000 billones de virus dentro y sobre nosotros (Haynes, M., Rohwer, F. El virome humano en Metagenomics of the Human body. KENelson, editor. 2011, páginas 63 a 78. New York; Springer. El Viromo Humano). En promedio, se estima que tenemos aproximadamente 540,000 genes microbianos en nuestro intestino solo (un catálogo de genes microbianos intestinales humanos establecido por secuenciación metagenómica). Esto implica que tenemos muchos más genes microbianos en comparación con los genes humanos en nuestros cuerpos. Algunos incluso se refieren a nuestro genoma derivado microbianamente, nuestro “microbioma” como nuestro segundo genoma (Análisis metagenómico del microbioma intestinal humano distal).
Por lo tanto, cada uno de nosotros no es tanto un individuo como un ecosistema, ya que estamos compuestos de células microbianas mucho más abundantes y sus genes y productos genéticos que las células humanas. Nuestra identidad microbiana nos confiere nuestra verdadera diversidad. Como señalan Laura Wegener Parfrey y Rob Knight, ” todos somos 99.99% iguales en términos de nuestro genoma” humano “pero 70-90% diferentes en términos de nuestras comunidades microbianas ” (Variabilidad espacial y temporal de … [Clin Microbiol Infect. 2012]). Las comunidades discretas de microbios habitan la piel (diversidad topográfica y temporal del microbioma humano de la piel), conjuntiva, vagina (microbioma vaginal de mujeres en edad reproductiva), tracto respiratorio superior, incluso controvertidamente el pulmón (el microbioma del pulmón), espectacularmente uniforme la placenta (La placenta alberga un microbioma único) y, por supuesto, el tracto gastrointestinal (Enterotipos del microbioma intestinal humano, interacciones huésped-microbio: la coexistencia difícil pero pacífica de la microbiota y la mucosa intestinal).
Claramente, nuestra postura adversarial hacia los microbios es una locura que se desarrolló a partir del accidente histórico que los descubrimos en el contexto de la enfermedad humana. No solo indudablemente habitamos un mundo microbiano, sino que evolucionamos en uno. Hoy, nuestros avances exponenciales en tecnología nos han llevado a un punto de inflexión en el que tenemos que enfrentar nuestra disonancia y resolver nuestro sesgo antimicrobiano a su favor.
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El punto de inflexión
Como señalan Margaret McFall-Ngai y sus colegas en una revisión reciente, “durante gran parte de su carrera profesional, Lynn Margulis (1938-2011), una controvertida visionaria en biología, predijo que llegaríamos a reconocer el impacto del mundo microbiano en la forma y función de toda la biosfera, desde su estructura molecular a sus ecosistemas. El peso de la evidencia que apoya esta visión finalmente ha alcanzado un punto de inflexión. Los ejemplos provienen de las interacciones animales-bacterias, como se describe aquí, y también de las relaciones entre entre virus, Archaea, protistas, plantas y hongos. Estos nuevos datos exigen un reexamen de los conceptos de lo que constituye un genoma, una población, un entorno y un organismo. De manera similar, características que una vez se consideraron excepcionales, como la simbiosis, ahora se reconoce que es probable que la regla, y nuevos modelos de investigación están surgiendo a través de la biología. Como consecuencia, la Nueva Síntesis de la década de 1930 y más allá debe ser reconsiderada en términos de t tres áreas en las que ha demostrado ser más débil: simbiosis, desarrollo y microbiología (115). Una de estas áreas, la microbiología, presenta desafíos particulares tanto para el concepto de especie, como lo formuló Ernst Mayr en 1942, como para el concepto de que la transmisión vertical de la información genética es el único motor del cambio evolutivo seleccionable. Es imperativo que las sociedades humanas reconozcan la centralidad de las relaciones entre los microbios y otros organismos para la salud de las personas y los entornos en los que viven. “. (Los animales en un mundo bacteriano, un nuevo imperativo para las ciencias de la vida).
Hasta un tercio de los productos metabólicos que circulan en nuestra sangre (nuestro “metaboloma”) parece ser de origen microbiano (el análisis de Metabolomics revela grandes efectos de la microflora intestinal en los metabolitos sanguíneos de los mamíferos, El impacto de un consorcio de cepas de leche fermentada en el intestino microbioma de ratones gnotobióticos y gemelos monocigóticos). De esta manera, con nuestro sistema circulatorio sirviendo como el conducto y sus metabolitos sirviendo como mensajeros, nuestra microbiota puede potencialmente influenciar nuestra fisiología completa. Como ejemplo, esto incluye funciones fisiológicas tales como el metabolismo de los ácidos biliares (modulación microbiana del intestino sistémico del metabolismo de los ácidos biliares en los compartimentos del tejido del huésped, biotransformaciones de la sal biliar por las bacterias intestinales humanas). De hecho, nuestra microbiota de piel parece incluso influir en su atracción por los mosquitos (¡La composición de la microbiota de la piel humana afecta el atractivo de los mosquitos de la malaria)!
Nuestra Asamblea de Ecosistemas
Nuestra identidad microbiana comienza a tomar forma en el útero y avanza en serio en el momento del nacimiento (los maestros de la microbiota intestinal del desarrollo del huésped … [Nat Rev Microbiol. 2013]). Varios animales incluso parecen reclutar bacterias específicas en sus superficies embrionarias para obtener protección contra patógenos específicos (estabilidad y vulnerabilidad del embrión en un mundo siempre cambiante).
Fernando Baquero y Cesar Nombela (El microbioma como órgano humano) sacan una hoja del concepto del ” mundo pequeño ” de la psicóloga social Stanley Milgram en wikipedia.org para postular un ” seis grados de separación ” microbiano . De acuerdo con esta idea, somos sembrados por algunas especies bacterianas que comienzan como Lactobacillus , Prevotella o Sneathia durante el parto vaginal. Estas poblaciones ” pioneras ” se refuerzan secuencialmente y embellecidas por socios microbianos adicionales a través de la lactancia. Estos primeros colonizadores, ” pioneros “, ” sirven como sumideros o atractores para otros socios microbianos, y los consiguientes consorcios de organismos a su vez crean nuevos nichos para otros organismos “. Esta idea implícitamente implica que las alteraciones en la secuencia o especie podrían ofrecer potencial para la patogenicidad .
Tangencial a esta idea es la propuesta por Eric T. Harvill, quien propone que nuestro sistema inmune funcione como un ” sistema de gestión de microbioma ” (Cultivando nuestros “Frienemies”: Visualizando la inmunidad como gestión de microbiomas).
Una exquisita especificidad parece impregnar todos los aspectos de nuestra asociación microbiana. Por ejemplo, la capa de moco del intestino se compone de dos capas. La capa interna está relativamente libre de bacterias (el interior de las dos capas mucosas dependientes de mucina Muc2 en el colon carece de bacterias), mientras que las glicoproteínas mucinas complejas de la capa externa, un medio rico en nutrientes, proporcionan un hábitat selectivo para nuestro microbial hermanos a través de la adhesión selectiva (adhesinas microbianas al moco gastrointestinal; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3023607/). Por lo tanto, la arquitectura de nuestras mucinas intestinales parece haber sido exquisitamente esculpida en el tiempo evolutivo para proporcionar un nicho para microbios específicos. 
Interacciones recíprocas de la microbiota intestinal … [Naturaleza. 2012]
Charles L. Bevins y Nita H. Salzman (La rueda del alfarero: el papel del anfitrión en la escultura de su microbiota) sugieren que nuestra agencia activa utiliza una variedad de enfoques para seleccionar cuidadosamente y dar forma al ecosistema de nuestro cuerpo. 
Por lo tanto, hoy somos la cúspide de una profunda alteración en nuestra comprensión de lo que significa ser humano: no tanto cada individuo como cada uno un ecosistema de humano y microbio, cuidadosamente ensamblado a través del tiempo evolutivo.
Somos nuestros peores enemigos: ¿Cuántas de nuestras modernas invenciones han ayudado a cambiar negativamente nuestras identidades microbianas, aumentado nuestra carga de enfermedades crónicas y podrían crear nichos para nuevos patógenos?
1. Obviamente evolucionamos para sembrar con nuestra especie bacteriana ” pionera ” después del paso a través del tracto vaginal materno. Los partos vaginales versus cesáreas resultan en diferencias clave en la microbiota intestinal del infante. Los de recién nacidos con parto vaginal se parecen a los del tracto gastrointestinal o vaginal materno, mientras que los de los recién nacidos con cesárea se parecen a los de la piel materna o al entorno hospitalario circundante (Modo de entrega modela la adquisición y estructura de la microbiota inicial en múltiples hábitats corporales en recién nacidos, cesárea la entrega puede afectar la biodiversidad temprana o … [J Nutr. 2008], el modo de administración afecta a la comunidad bacteriana … [Early Hum Dev. 2010], microflora fecal en información saludable … [J Pediatr Gastroenterol Nutr. 1999], Desarrollo del ser humano Microbiota Intestinal Infantil). Estamos comenzando a comprender los cambios profundos, potencialmente adversos, fundamentales que nuestras invenciones modernas, como los nacimientos por cesárea, introducen en nuestras identidades microbianas. Esto incluye, por ejemplo, un mayor riesgo de alergia y atopia (un metanálisis de la asociación entre la cesárea y el asma infantil).
2. La lactancia esculpe aún más la microbiota de un bebé. Su combinación única de polisacáridos (HMO, oligosacáridos de la leche humana) en su mayor parte no es digerible por el bebé. ¿Qué propósito podrían servir? Resulta que estas HMO son digeribles por una microbiota ” pionera ” apropiadamente sembrada en el intestino del infante, particularmente bifidobacterias infantiles (Glycoprofiling of bifidobacterial consumpt … [J Agric Food Chem. 2007], cuidando nuestra microbiota: enlaces moleculares entre bifidobacterias y leche oligosacáridos, glicobioma de la leche humana y su impacto en la microbiota gastrointestinal infantil). La leche materna en sí misma puede servir como un conducto para sembrar intestino infantil con la microbiota adecuada ya que tiene una variedad de bacterias del ácido láctico que se transfieren al intestino del infante (análisis fenotípicos y genotípicos de lac … [Syst Appl Microbiol. 2011]). Como resultado, los bebés alimentados con leche materna tienen mayor bifidobacteria y Clostridium difficile inferior en sus entrañas (Page on aappublications.org).
3. Las diferencias en nuestra microbiota se han asociado con la susceptibilidad a la alergia y a la atopía (El impacto de los microbios intestinales en la alergia … [Curr Opin Gastroenterol. 2012], Probióticos durante el embarazo y las mamas … [J Allergy Clin Immunol. 2002]).
4. Como corolario al punto 3 anterior, los antibióticos administrados temprano en la vida pueden alterar profundamente nuestra microbiota intestinal y fomentar el establecimiento de organismos más patógenos resistentes a los medicamentos (un proceso llamado disbiosis ) (Impactos ecológicos a largo plazo de la administración de antibióticos en el microbiota intestinal humana, Influencia de la exposición a antibióticos … [FEMS Immunol Med Microbiol. 2009], recuperación incompleta y respuestas individualizadas de la microbiota intestinal distal humana a la perturbación repetida de antibióticos). Por ejemplo, la clindamicina es un antibiótico que se concentra en la bilis y, por lo tanto, en el intestino. Se ha demostrado que su administración a corto plazo altera dramáticamente la microflora del colon humano por hasta 2 años (impactos ecológicos a largo plazo de la administración de antibióticos … [ISME J. 2007]). Enterococcus faecium (VRE) resistente a la vancomicina está muy aumentado en las muestras fecales humanas después de los antibióticos que matan las bacterias anaeróbicas (efecto de la terapia con antibióticos en la densidad de … [N Engl J Med. 2000]). A su vez, el ERV puede abrumar el intestino, en la medida en que se informa que puede aumentar al 99% de la flora bacteriana intestinal. Aunque no se informa que los VRE expresen factores de virulencia, su abrumadora colonización intestinal podría provocar infección en el torrente sanguíneo (la dominación de la microbiota intestinal por Enterococcus resistentes a la vancomicina se posibilita mediante tratamiento antibiótico en ratones y precede la invasión del torrente sanguíneo en humanos).
5. Las consecuencias de la Disbiosis podrían incluir cáncer de colon (el análisis genómico identifica la asociación de Fusobacterium con el carcinoma colorrectal, la Hipótesis del Patógeno Keystone, el aumento de la riqueza microbiana rectal se asocia con la presencia de adenomas colorrectales en humanos).
6. Como era de esperar, la dieta da forma a nuestra composición microbiana. Por ejemplo, un estudio comparó la dieta y la microflora de niños y niños europeos que viven en la zona rural de Burkina Fasso (impacto de la dieta en la modelación de la microbiota intestinal revelado por un estudio comparativo en niños de Europa y África rural). La dieta de la cohorte europea era rica en azúcar, almidón y grasa, y baja en fibra. La dieta de la cohorte africana era rica en fibra, almidón y polisacáridos vegetales, y baja en grasas y proteína animal. El microbioma de la cohorte africana contenía dos especies bacterianas, Prevotella y Xylanibacter , que estaban completamente ausentes en el microbioma de la cohorte europea. Estas son especies con enzimas necesarias para la hidrólisis de celulosa y xilano. Esto implica que dependemos completamente de nuestra microbiota para digerir estos polisacáridos de plantas, que de otro modo no serían digeribles. La fermentación de la fibra también produce grandes cantidades de ácidos grasos de cadena corta (AGCC) como acetato, propionato y butirato. Una idea cada vez más dominante en inmunología actual es que SCFA en colon y en circulación sirve como un inmunorregulador crítico, con un consumo adecuado de fibra dietética que se correlaciona con una menor incidencia de colitis, diabetes tipo 2 y cáncer de colon (dieta, microbiota intestinal y respuestas inmunes, Por qué los cereales integrales son protectores: me biológicos … [Proc Nutr Soc. 2003].
Dieta, microbiota intestinal y respuestas inmunitarias.
A. Como era de esperar, se encontró que los humanos obesos albergan una microbiota alterada y menos diversa (La obesidad altera la ecología microbiana intestinal, la biología de los sistemas metagenómicos del microbioma intestinal humano revela cambios topológicos asociados con la obesidad y la enfermedad inflamatoria del intestino, Microbial ecology: microbios intestinales humanos asociados con … [Nature. 2006]).
B. Enfermedad cardiovascular: el metabolismo microbiano alterado de la fosfatidilcolina dietética podría producir la producción del metabolito N-óxido de trimetilamina (TMAO), un predictor de riesgo de enfermedad cardiovascular (metabolismo de la flora intestinal de fosfatidilcolina promueve la enfermedad cardiovascular, metabolismo microbiano intestinal de fosfatidilcolina y cardiovasculares Riesgo).
C. Clostridium difficile
La bacterioterapia fecal, transferencia de microbiota bacteriana de un donante sano a un paciente infectado por Clostridium difficile, ha demostrado ser exitosa (cambios en la composición de t … [J Clin Gastroenterol, mayo-junio 2010]). Esto sugiere que la disbiosis podría ser una razón para aumentar las infecciones por Clostridium difficile, especialmente entre los hospitalizados y los ancianos, donde la presencia de esta bacteria salta de 10 a 25% (de 1 a 2% entre los sanos) (reconocimiento clínico y diagnóstico de Clostr … [Clin Infect Dis. 2008], Clostridium difficile en long- … [Infect Control Hosp Epidemiol. 2002]).
7. Actualmente se cree que la microbiota vaginal normal, predominantemente una variedad de lactobacillus, son nuestros socios en la salud (¿Existe un papel protector para la FV vaginal? [Curr Infect Dis Rep. 1999], Asociación entre Trichomonas vaginalis y la composición bacteriana vaginal de la comunidad entre las mujeres en edad reproductiva, Asociación entre la microbiota vaginal, la menopausia … [Menopausia. 2014]). Entre otras cosas, se postulan para evitar la colonización por pathobiontes como el Virus Herpes Simplex (HSV) (Asociación entre la adquisición de herpes si … [Clin Infect Dis. 2003]), VIH (lactobacilos vaginales, flora microbiana y riesgo … [J Infect Dis. 1999]), virus del papiloma humano (HPV) (Efectos de la vaginosis bacteriana y otros genita … [J Infect Dis. 2005]).
¿Qué es un patógeno? Helicobacter pylori : un ejemplo de cómo nuestras intervenciones relativamente recientes cambiaron las asociaciones humano-microbio conservadas evolutivamente, y dieron una reputación patogénica a uno de nuestros socios microbianos conservados evolutivamente
Se considera que Helicobacter pylori se ha asociado con humanos durante miles de años, permaneciendo asintomática en la mayoría de los portadores (un origen africano para la asociación íntima entre … [Nature. 2007]). Parece haber coevolucionado con nosotros durante milenios, colonizar nuestro estómago en los primeros 10 años de vida y asintomáticamente persistir durante toda la vida (Helicobacter pylori: epidemiología y rutas o … [Epidemiol Rev. 2000], la infección con Helicobacter pylori está asociada con protección contra Tuberculosis). La disminución de la prevalencia de cepas particulares (CagA +) de Helicobacter pylori en países desarrollados (el efecto de cohortes y Helicobacter pylori) ahora se relaciona con mayores tasas de asma y alergia, enfermedad por reflujo gastroesofágico (ERGE), adenocarcinoma esofágico y esófago de Barrett (Coadaptación de Helicobacter pylori y humanos: historia antigua, implicaciones modernas).
Nuestros microbios son nuestros socios en la salud: los enfoques integradores son necesarios para limitar su potencial patogénico
El impacto de la microbiota intestinal en la salud humana: una … [Célula. 2012].
1. Asociaciones eucariotas-bacterianas: algunos ejemplos
A. Giardia y Lactobacillus. Lactobacillus, un componente común de nuestra microflora, puede retardar el crecimiento de Giardia, un parásito protozoario (El impacto de la microbiota intestinal en la salud humana: una en … [Cell, 2012].).
B. Entamoeba histolytica es un habitante común de nuestro lumen intestinal. Provoca amebiasis invasiva (disentería amebiana) en solo el 10% de la población. Se encuentra que se vuelve mucho más invasivo y dañino para las células epiteliales intestinales en presencia de cepas patógenas de Escherichia coli y Shigella dysenteriae (la interacción entre Entamoeba y las bacterias enteropatógenas modula el daño celular epitelial).
2. El enemigo potencial dentro de: Retrovirus endógenos humanos (HERV)
Bernd Krone y James Grange (Melanoma, medicina darwiniana y el mundo interno) proponen una hipótesis provocativa pero verosímil para los procesos de enfermedad impulsados por HERV. Adquiridos durante millones de años, los HERV constituyen aproximadamente el 8% del genoma humano. Usando los notables ejemplos de protección del melanoma por vacunas BCG y Vaccinia y fiebre amarilla, Krone y Grange proponen que la naturaleza y secuencia del desafío infeccioso en la vida temprana podrían condicionar la respuesta inmune para conferir protección contra la activación del HERV y su potencial para la enfermedad más adelante en la vida .
3. Resistencia a la colonización: ¿quizás una cooperativa Human-Microbe diseñada para limitar el potencial patógeno?
La resistencia a la colonización es la capacidad de la microbiota normal para limitar la colonización por microbios más nuevos (el microbioma humano: de la simbiosis a la patogenia) a través de 3 vías distintas:
a. Las sustancias derivadas de microbiota pueden inhibir directamente el crecimiento de patógenos
segundo. El crecimiento de la microbiota puede agotar los nutrientes necesarios para los patógenos .
do. La microbiota puede provocar selectivamente respuestas inmunitarias para su beneficio.
Gracias por el A2A, Dave Miller. Mi respuesta más larga hasta ahora sobre Quora, ¡uf!
