El análisis del viroma total arroja luz sobre la materia oscura viral en las enfermedades inflamatorias crónicas del intestino

Comentario del artículo original de Clooney et al. (Cell Host & Microbe 2019) [1]

¿Qué se sabe ya sobre este tema?

Probablemente, el viroma sea una de las principales fuerzas que conforman el microbioma intestinal humano, pero quizá sea también su componente menos comprendido. Está dominado por bacteriófagos (fagos), que desempeñan una función vital en numerosas comunidades microbianas al estimular la diversidad, ayudar a renovar los nutrientes y facilitar la transferencia horizontal de genes. Comprender la función de los bacteriófagos en las estructuras de las comunidades microbianas será fundamental para comprender o controlar las alteraciones del microbioma intestinal humano asociadas a numerosas enfermedades Existen numerosas bacterias intestinales (y huéspedes potenciales de bacteriófagos) que son difíciles de cultivar, lo que significa que el análisis del viroma depende en gran medida de la secuenciación metagenómica y de los métodos bioinformáticos.

Sin embargo, no existen genes marcadores universales para los bacteriófagos (como el ARNr 16S para las bacterias) y hay una carencia de información taxonómica, por culpa de bases de datos pobres, lo que significa que es necesario contar con métodos independientes de estas bases de datos. Los primeros estudios metagenómicos han puesto de relieve la diversidad del viroma intestinal humano, pero solo han sido capaces de clasificar una fracción menor (un 2 %) del ADN secuenciado [2]. Las mejoras en las tecnologías de secuenciación de alto rendimiento han permitido analizar el viroma con un inaudito nivel de detalle. Se ha confirmado que el viroma está increíblemente diversificado, que la mayoría no se alinea con las secuencias conocidas de las bases de datos (denominada la materia oscura viral), y que la composición es única en cada individuo.

Aunque el origen de las EICI sigue sin estar claro, estas enfermedades son multifactoriales y se asocian a alteraciones del microbioma intestinal. Ha aparecido un conjunto de datos que demuestra que el viroma intestinal se encuentra alterado en las EICI [3], con una mayor diversidad global y una mayor abundancia relativa del orden de los Caudovirales. Sin embargo, casi todos los resultados se han obtenido a partir de los cambios de composición de la fracción identificable del viroma, que representa tan solo el 15 % de los datos [3]. Esto limita la comprensión global del viroma y obstaculiza la identificación de los biomarcadores potenciales de la enfermedad. Es fundamental hallar un método de análisis independiente de la base de datos si se desea caracterizar plenamente los cambios del viroma intestinal.

¿Cuáles son los principales resultados aportados por este estudio?

En el marco de este estudio, los autores han vuelto a analizar un conjunto de datos clave publicados anteriormente [3] y obtenidos a partir de pacientes con enfermedad de Crohn y rectocolitis hemorrágica y de pacientes control sanos. El problema del alto nivel de variación entre individuos se superó utilizando la homología de las proteínas y un algoritmo particular (clúster de Markov) para reagrupar las secuencias virales en rangos taxonómicos supuestos. De esta manera, ha sido posible describir los cambios de composición a través del viroma completo más allá de la minoría conocida. Los autores proponen que, contrariamente al viroma común de personas sanas constituido por bacteriófagos virulentos, el viroma de los pacientes con EICI está alterado, es menos estable y está dominado por bacteriófagos moderados. Han demostrado que las alteraciones del viroma imitan las del bacterioma y que cuando se utilizan conjuntamente, son más eficaces para diferenciar a los pacientes con EICI de las personas sanas (Figura 1). Los resultados se han validado en una cohorte longitudinal de pacientes con RCH. Este planteamiento, independiente de las bases de datos, podría utilizarse para esclarecer la materia oscura viral de numerosos estudios ya publicados.

¿Cuáles son las consecuencias en la práctica?

Estos resultados confirman que el viroma intestinal está alterado en las EICI y que puede asociarse a elementos de la microbiota bacteriana: podría utilizarse como biomarcador diagnóstico e incluso pronóstico. Por otro lado, las alteraciones observadas sugieren que el viroma podría ser parcialmente responsable de las alteraciones de la microbiota bacteriana observada en las EICI. Por tanto, en el futuro, el viroma intestinal podría ser un objetivo o una herramienta terapéutica para las EICI.