La contaminación por pesticidas afecta la composición general de las bacterias intestinales

La estabilidad de una composición microbiana intestinal saludable es esencial para varios procesos fisiológicos, incluyendo la digestión de alimentos, la asimilación de nutrientes, la función inmune y los procesos neuroconductuales. Al respecto, los pesticidas pueden modular la composición de la microbiota intestinal pero sus efectos específicos sobre ella siguen siendo en gran medida desconocidos.

Sin embargo, un nuevo estudio realizado en la Universidad Estatal de Ohio (EEUU) ha sido el primero en constatar que más de una docena de pesticidas influyen en los patrones de crecimiento de las bacterias intestinales humanas, afectan la forma en que los microorganismos intestinales procesan los nutrientes y se desarrollan en el interior de algunas bacterias, según se expone en 'Nature Communications'.

Asimismo, ofrece un mapeo de los cambios en bacterias intestinales específicas basándose en interacciones entre microbios humanos y químicos que matan insectos observados en el laboratorio y un modelo animal. Los investigadores afirman que el "atlas" de mecanismos moleculares resultante, que han puesto a disposición del público, es un recurso que puede aprovecharse para estudios específicos sobre enfermedades relevantes y posibles estrategias terapéuticas.

Los hallazgos se basan en la investigación de las interacciones en el laboratorio entre 18 compuestos pesticidas seleccionados por su amplio uso agrícola en todo el mundo y 17 especies de cuatro dominios bacterianos principales del intestino humano, asociados con el mantenimiento de la salud o con enfermedades.

Entre los pesticidas incluidos se encontraban el DDT (prohibido en Estados Unidos, pero utilizado en interiores en algunos países para controlar los mosquitos transmisores de la malaria), la atrazina , la permetrina y el clorpirifos . Incluso con limitaciones en su uso, los residuos de algunos pesticidas antiguos aún circulan en el suelo y el agua, afirmó Zhu.

"Cultivamos bacterias en cultivo y las expusimos a concentraciones relevantes de pesticidas para ver cómo respondían los microbios a esas exposiciones a pesticidas", dijo el primer autor Li Chen , investigador asociado sénior en el laboratorio de Zhu, que gestionó más de 10 000 muestras que se analizaron en el estudio.

Basándose en los hallazgos, el equipo desarrolló una red de interacción entre bacterias y pesticidas que detalla qué pesticidas promovieron o inhibieron el crecimiento bacteriano y las bacterias que absorbieron los químicos de los pesticidas: una indicación de una forma en la que la exposición a los pesticidas puede prolongarse en el cuerpo. 

El análisis identificó cambios metabólicos específicos en 306 pares de pesticidas y microbios intestinales, lo que permitió examinar cómo estos patrones de crecimiento alterados y la acumulación de sustancias químicas afectaron a los metabolitos: los productos moleculares de las reacciones bioquímicas que descomponen los nutrientes para producir energía y realizar otras funciones esenciales. Los metabolitos desempeñan numerosas funciones, desde alterar el propio proceso metabólico hasta enviar señales relacionadas con múltiples funciones celulares y la activación del sistema inmunitario.

Los resultados obtenidos mostraron que los pesticidas generaron inflamación en múltiples órganos de los ratones y que la presencia de las bacterias introducidas tras la exposición química desencadenó diversos cambios en la actividad metabólica y la producción de lípidos. En concreto, un aumento en ciertas clases de lípidos inhibió la vía de señalización de una proteína relacionada con el estrés oxidativo.

"Hemos proporcionado una mejor comprensión de cómo los pesticidas o contaminantes ambientales afectan la salud humana al modular un importante conjunto de microorganismos", subrayó  autor principal  Jiangjiang Zhu , profesor asociado de  ciencias humanas en la Universidad Estatal de Ohio.

En la siguiente fase de este trabajo, los investigadores planean explicar con más detalle cómo los cambios metabólicos en los microbios intestinales influyen en diversas afecciones de salud y enfermedad tras la exposición a pesticidas. Espera que otros científicos hagan lo mismo.