Estudio bioinformático de muestras clínicas en la infección de Helicobacter pylori: importancia del microbioma

• Autores: Claudio Alba Rubio
• Directores de la Tesis: Teresa Alarcón (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2021
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Bioinformatics study of clinical samples in Helicobacter pylori infection: Importance of the microbiome
• Tribunal Calificador de la Tesis: Juan Miguel Rodríguez Gómez (presid.), Esther Culebras Lopez (secret.), Carlos Toro Rueda (voc.), Diego Domingo (voc.), Rosa del Campo Moreno (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Microbiología y Parasitología por la Universidad Complutense de Madrid
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense
• Resumen

  • Helicobacter pylori es una bacteria Gram negativa con forma espiral, que lleva colonizando al ser humano desde hace más de 50.000 años, actualmente infecta entre el 25 y 80% de la población mundial. Está asociada a múltiples patologías gástricas, como gastritis, úlcera y cáncer gástrico. Las nuevas técnicas proteómicas y de secuenciación masiva, junto a nuevos programas bioinformáticos que nos ayudan a procesar la información que este tipo de estudios produce, nos abren un nuevo horizonte de posibilidades.

    El objetivo principal de este estudio es la utilización de las técnicas proteómicas y de secuenciación masiva, junto a un programa de elaboración propia, en el análisis de la microbiota gástrica para identificar variaciones en pacientes infectados o no por H. pylori en función del estado de infección, patología gástrica asociada y país de residencia.

    Se analizó la diversidad alfa, la diversidad beta y los perfiles taxonómicos de todas las muestras en función del estado de infección por H. pylori, la patología gástrica asociada y el país de residencia del paciente.

    Resultados La realización de los estudios proteómicos reveló una gran plasticidad proteica en las cepas de H. pylori en función de la región geográfica. Este hecho implica peores valores al realizar análisis proteómicos con el MALDI-TOF, mejorando significativamente al incorporar cepas locales a su base de datos.

    Mediante los análisis metataxonómicos se observó un efecto en los índices de diversidad en función del estado de infección a H. pylori (presentaron menor diversidad bacteriana las muestras de pacientes positivos), a la patología (mayor diversidad bacteriana en los pacientes con dispepsia respecto a gastritis volviendo a ser mayor en los pacientes de cáncer) y, aunque se aprecia un efecto del país de origen, parece estar más vinculado a la patología gástrica. Los estudios de diversidad beta muestran que los perfiles gástricos se agrupan en función de la infección por H. pylori, la patología asociada y el país de residencia. Estas diferencias disminuyen al retirar de las muestras las secuencias pertenecientes a bacterias del género Helicobacter.

    Conclusiones Las técnicas proteómicas como el MALDI-TOF son buenas herramientas para la identificación de colonias de H. pylori teniendo en consideración la alta plasticidad de esta especie, pudiendo ser necesario preparar una base de datos de cepas locales.

    Con la herramienta bioinformática desarrollada en esta tesis hemos podido reducir tiempos y gastos asociados a toda investigación metataxonómica, facilitando así el análisis de gran cantidad de información. Se observa una gran variabilidad en los perfiles de microbiota gástrica dentro de los grupos de pacientes, por lo que es necesario planificar estos estudios en consideración a la hora de realizar reclutamientos de pacientes en el futuro. También es fundamental conocer las diferentes bases de datos de referencia ya que el uso de una u otra, afecta de manera directa en los resultados obtenidos.

    H. pylori tiene un efecto directo en la diversidad de la microbiota gástrica teniendo un papel modulador principal en aquellos pacientes que hayan sido infectados por esta bacteria. Sin embargo, y aunque no podamos determinar si las patologías gástricas tienen un efecto en la microbiota o la microbiota tiene efecto en las patologías, sí hemos visto que ambas están claramente relacionadas y la modulación de una puede tener efecto en la otra.

    Mediante estos análisis hemos visto que los perfiles microbianos de las muestras gástricas parecen tener un comportamiento ligeramente diferente en función de las patologías y la región geográfica. A pesar de ello se aprecia una microbiota común caracterizada, especialmente, por bacterias del género Helicobacter, Prevotella, Escherichia y Streptococcus.