Hasta hace poco el paradigma de que los pulmones sanos eran estériles dominaba el mundo de la investigación médica. Sin embargo, hace pocos años atrás se ha encontrado una microbiota activa y vital dentro de nuestros pulmones. Por los estudios realizados hasta la fecha, esta microbiota no sólo tiene un impacto importante en las enfermedades/salud del sistema respiratorio, sino que tiene una relación con la microbiota intestinal, fortaleciendo la teoría del eje intestino-pulmón.

Las condiciones respiratorias, tanto agudas como crónicas, son una de las condiciones más comunes vistas en la práctica clínica. El asma es una de las enfermedades crónicas más frecuentes globalmente, afectando alrededor del 8% de las personas y presentando enfermedades comórbidas como la diabetes, la osteoporosis, el síndrome metabólico, entre otros.  En 2016, la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) fue la tercera causa de muerte a nivel mundial, y en 2015, las infecciones respiratorias de las vías inferiores fueron la principal causa de muertes por infección (Strand, J.; 2020).

Sólo estos datos por sí solos, muestran la enorme relevancia de seguir investigando y ahondando en la microbiota pulmonar y su gran potencial en la prevención y curación de las enfermedades del aparato respiratorio.

Cada vez es más claro que somos parte inherente de ecosistemas que se reflejan y reproducen dentro nuestro, mostrándonos la relevancia de su interrelación y balance.

¿De qué estamos hablando cuando hablamos de microbiota pulmonar?

El sistema respiratorio está compuesto por una serie de órganos responsables de obtener oxígeno y expulsar dióxido de carbono. Por temas de conveniencia, este sistema ha sido dividido en dos partes funcionales: el tracto respiratorio superior y el tracto respiratorio inferior. El primero incluye las fosas nasales, las cavidades nasales, la faringe, la epiglotis y la laringe. El tracto respiratorio inferior incluye la tráquea, los bronquios, bronquiolos y pulmones. La función principal de los pulmones es transferir oxígeno del aire que respiramos a la sangre, y liberar dióxido de carbono de la sangre al aire.

Históricamente, los pulmones de una persona sana eran considerados estériles, y por lo tanto fueron excluidos de las 4 partes del cuerpo (tracto gastrointestinal, boca, vagina y piel) tomados en cuenta en el Proyecto del Microbioma Humano, sin embargo, información cada vez más creciente nos muestra la existencia de una comunidad diversa de microorganismos en el sistema respiratorio inferior (Kiley, J. y Caler, E.; 2014).

La microbiota del tracto respiratorio inferior representa una biomasa menor que la presente en el tracto respiratorio superior, y es considerablemente menor en cantidad a la microbiota intestinal. Las células bacterianas presentes en nuestra microbiota intestinal representa al menos la misma cantidad de células humanas, mientras que las células bacterianas en nuestros pulmones representan alrededor del 10% de las células humanas.

Sin embargo, si bien no es tan amplia, incluye no sólo bacterias, sino hongos y virus en su interior. Los estudios realizados muestran que existe un diálogo entre las bacterias, hongos y virus presentes en la microbiota pulmonar; este diálogo incluye diferentes interacciones físicas, producción de agentes antimicrobiales, modulación de respuesta inmune, señales moleculares e intercambio de nutrientes.

La composición de la microbiota pulmonar depende de la colonización de los microbios presentes en el tracto respiratorio superior a través del paso de la saliva, de la eliminación de microbios a través de la tos y la función mucociliar, de la interacción con el sistema inmune del anfitrión (o sea nosotros/as) y de las condiciones locales para una proliferación microbial como diferentes temperaturas, disponibilidad de sustancias nutritivas, el PH y la concentración de oxígeno (Enaud, R., Prevel, R., Ciarlo, E. Beaufils, F., Wieers, G. Guery, B. y Delhaes, L.; 2020) (Romeo, M.; 2020).

Sin embargo, estudios recientes han demostrado que la colonización de las vías respiratorias empieza antes del nacimiento, es decir también hay un origen prenatal de madre a hijo/a (Romeo, M.; 2020).

Microbiota pulmonar y las enfermedades respiratorias

Los estudios muestran que la colonización de los pulmones por microorganismos provee señales para la maduración y regulación de las células inmunes de las vías respiratorias. Ratones de laboratorio libres de gérmenes muestran un incremento en las sustancias que promueven inflamación y alergias, así como pulmones expuestos a bacterias comensales reducen estas sustancias. Las interacciones entre la microbiota pulmonar y la inmunidad es de doble vía; una gran inflamación en los pulmones puede transformar dramáticamente la composición de la microbiota en los pulmones (Enaud, R., Prevel, R., Ciarlo, E. Beaufils, F., Wieers, G. Guery, B. y Delhaes, L.; 2020).

Nuevamente, vamos confirmando el importante rol de la microbiota (en cualquier parte del cuerpo) en nuestra salud, con énfasis en la regulación de los procesos inflamatorios, los cuales sabemos están vinculados a profundización de las enfermedades agudas (caso COVID19) o aparición/agudización de enfermedades crónica y autoinmunes.

Estudios también muestran el rol de las comunidades microbianas pulmonares en diversas condiciones y enfermedades crónicas del pulmón como la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), asma, fibrosis cística (FC) y fibrosis pulmonar idiopática. Influyen en el riesgo de desarrollar esta enfermedad, la respuesta a fármacos y los resultados clínicos. Por ejemplo, varios estudios en pacientes con asma han identificado que la composición de su microbiota pulmonar es diferente de aquellos pacientes sanos (Wang, J., Li, F. y Tian, Z. ; 2017). Y una reducción en la diversidad microbiana de los pulmones está asociada a una severidad y exacerbaciones en EPOC (Enaud, R., Prevel, R., Ciarlo, E. Beaufils, F., Wieers, G. Guery, B. y Delhaes, L.; 2020).

Si bien el microbioma presente en los pulmones no es muy denso, es bastante variado. Algunas enfermedades patológicas llevan a la pérdida de esta diversidad, incrementando la concentración de ciertas bacterias en detrimento de otras. Esta información junto con mayores estudios, puede significar la posibilidad de desarrollar tratamientos más específicos que desplacen a las terapias con antibióticos de amplio espectro que tienen un gran potencial de causar más desbalances en una microbiota con disbiosis (Costa, A., Marques da Costa, F., Vidal Campos, S., Salles, R. y Abensur, R.; 2018)

Es claro que la microbiota pulmonar está vinculada a la aparición y progresión de enfermedades crónicas pulmonares, sin embargo, aún hay muchas preguntan por responder. Por ejemplo, cuáles son las razones que modifican la microbiota pulmonar en las enfermedades crónicas pulmonares?  este cambio es una causa o una consecuencia de estas enfermedades?

Eje intestino-pulmón

Quizá ya habías oído hablar del eje intestino-cerebro, no por nada el intestino es denominado el segundo cerebro. Pero ahora vamos viendo como surgen nuevos ejes que reflejan el increíble universo interconectado que somos y tenemos dentro.

Desde que nacemos, se ha visto que existe una correlación entre la composición de la microbiota intestinal con la pulmonar. Por ejemplo, la modificación de la dieta de un recién nacido influye en la composición de su microbiota pulmonar, y el transplante fecal en ratas de laboratorio ha mostrado que induce cambios en su microbiota pulmonar (Enaud, R., Prevel, R., Ciarlo, E. Beaufils, F., Wieers, G. Guery, B. y Delhaes, L.; 2020).

La conexión física entre microbiota intestinal y pulmonar parece ser a través del sistema linfático mesentérico. Las bacterias, sus fragmentos o sus metabolitos (sustancias producidas por las bacterias como el ácido butírico) se trasladan a través de la barrera intestinal, ingresan al sistema circulatorio sistémico a través del sistema linfático, y modulan la respuesta inmune pulmonar, modificando las respuestas alérgicas e inflamatorias (Enaud, R., Prevel, R., Ciarlo, E. Beaufils, F., Wieers, G. Guery, B. y Delhaes, L.; 2020) (Romeo, M.; 2020).

La microbiota intestinal tiene diversos impactos en la salud respiratoria. Se ha visto que perturbaciones en la colonización de las bacterias y los hongos intestinales a temprana edad (como el uso constante de antibióticos), son críticas para inducir el desarrollo del asma en la niñez (Enaud, R., Prevel, R., Ciarlo, E. Beaufils, F., Wieers, G. Guery, B. y Delhaes, L.; 2020).

Por otro lado, la microbiota intestinal también puede tener una función protectora contra las infecciones respiratorias. La reducción en la cantidad y diversidad de la microbiota intestinal llevaría a respuestas inmunes débiles que conllevarían infecciones respiratorias bacterianas o virales (Wang, J., Li, F. y Tian, Z. ; 2017).

Aunque aún se conoce poco sobre el impacto de la microbiota pulmonar en la intestinal, algunos estudios han demostrado que la inflamación pulmonar puede afectar la microbiota intestinal y provocar alguna condición. Otro estudio encontró que una respuesta alérgica pulmonar puede afectar la composición de la microbiota intestinal (Wang, J., Li, F. y Tian, Z. ; 2017).

También se ha visto que pacientes con infecciones respiratorias usualmente también tienen disfunciones intestinales y se ha observado que infecciones de influenza modulan la composición de la microbiota intestinal (Enaud, R., Prevel, R., Ciarlo, E. Beaufils, F., Wieers, G. Guery, B. y Delhaes, L.; 2020).

Esta información, por muy vaga que aún sea, nos va mostrando la potencial relación entre las microbiotas intestinal y pulmonar, y la confirmación del eje intestino-pulmón, como está ejemplificada en la siguiente imagen.

 

Imagen 1: Wang, J., Li, F. y Tian, Z. ; 2017, pag. 1412

Como vimos, las superficies mucosas tanto del intestino como de los pulmones juegan un rol esencial en la modulación de la respuesta inmune, la cual también depende de un balance de las microbiotas locales. Si éstas presentan una disbiosis y además existe un daño a las mucosas se podría favorecer a la progresión de infecciones causadas por el virus SARS-CoV-2. Es más, ya que durante el COVID-19 tanto las mucosas respiratorias como intestinal se ven afectadas conllevando alteraciones en sus microbiotas y niveles elevados de inflamación, es factible asumir que terapias que ayuden a modular el eje intestino-pulmón y retornar a balances en las microbiotas, podrían constituirse en un enfoque terapéutico importante para combatir o minimizar las consecuencias del COVID.19 (Vilela de Oliveira, G., Simao Oliveira, C., Figueiredo Pinzan, C., Vedovato Vilela de Salid, L. y Ribeiro de Barros Cardoso, C.; 2021).

Como pueden ver aún queda mucho por investigar, pero poco a poco vamos confirmando que existen microorganismos en los lugares menos pensados de nuestro cuerpo. Espero que esto vaya modificando el paradigma de que todos los microorganismos son patógenos, y abra una panorama más inclusivo y alineado a la vida, a la necesidad de buscar balances respetando los roles de todos y cada uno de los organismos que habitan este hermoso planeta.

 

Bibliografía

Costa, A., Marques da Costa, F., Vidal Campos, S., Salles, R. y Abensur, R.; 2018. The pulmonary microbiome: challenges of a new paradigm. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6467588/

Enaud, R., Prevel, R., Ciarlo, E. Beaufils, F., Wieers, G. Guery, B. y Delhaes, L.; 2020. The Gut-Lung Axis in Health and Respiratory Diseases: A Place for Inter-Organ and Inter-Kingdom Crosstalks. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcimb.2020.00009/full

Kiley, J. y Caler, E.; 2014. The Lung Microbiome. A New Frontier in Pulmonary Medicine. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5475396/

Romeo, M. (2020). Microbiota Pulmonar: El eje intestino-pulmón. En https://nutribiotica.es/microbiota-y-disbiosis/microbiota-pulmonar/

Strand, J.; 2020. Respiratory Health and the Microbiome: The Gut-Lung Axis. https://www.drkarafitzgerald.com/2020/10/01/respiratory-health-and-the-microbiome-the-gut-lung-axis/

Vilela de Oliveira, G., Simao Oliveira, C., Figueiredo Pinzan, C., Vedovato Vilela de Salid, L. y Ribeiro de Barros Cardoso, C.; 2021. Microbiota Modulation of the Gut-Lung Axis in COVID-19. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2021.635471/full

Wang, J., Li, F. y Tian, Z. ; 2017. Role of microbiota on lung homeostasis and diseases. Vol.60 No.12:1407–1415. Science China, Life Sciences