Deconstruyendo la microbiología mordisco a mordisco

¿Serán las zanahorias la clave para la conservación de las ranas?

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Sophie Teullet, PhD

No podemos verlos, no podemos sentirlos, pero miles de millones de microorganismos viven en nuestra piel. Esta comunidad microbiana está compuesta principalmente por bacterias, pero también por hongos y ácaros adheridos a la superficie de nuestra piel. Conocida como la “microbiota de la piel”, esta forma un verdadero escudo que evita que microorganismos dañinos (patógenos) entren en nuestro cuerpo.

Lo mismo sucede en otros animales como, por ejemplo, los anfibios. Muchos anfibios tienen una piel muy delgada que utilizan para respirar, ¡algunas especies respiran solamente a través de su piel! Sin embargo, su piel es muy frágil y por esta razón está cubierta por una capa mucosa que evita que se seque. La microbiota también juega un papel importante en la salud de su piel, especialmente en la defensa contra patógenos, ya que forma una barrera protectora, produce moléculas antimicrobianas y antifúngicas y estimula la inmunidad.

Una de las principales amenazas para los anfibios en la naturaleza es un hongo patógeno acuático (Batrachochytrium dendrobatidis) que causa quitridiomicosis, una infección que bloquea los órganos respiratorios. Un estudio reciente ha demostrado que la dieta puede influir en las respuestas a infecciones a través de la microbiota intestinal, pero se sabe poco sobre la influencia en la microbiota de la piel.

En este estudio reciente, los investigadores querían entender si los carotenoides (nutrientes involucrados en la inmunidad y la coloración) podrían influir en la composición de las comunidades microbianas de la piel en diferentes etapas de la vida de la Rana Corroboree del sur, una especie de rana en peligro crítico de extinción endémica del sur de Australia y amenazada por B. dendrobatidis.

*Rana corroboree del sur, Pseudophyrne corroboree. Crédito y fuente: Scott Eipper (https://www.flickr.com/photos/scott_eipper/38711647624*)

104 ranas cautivas fueron mantenidas y criadas en el laboratorio bajo condiciones que imitaban las condiciones naturales. Se dividieron en 4 grupos según cómo se alimentaron (Figura a):

Grupo UU: estas ranas no fueron suplementadas con carotenoides durante toda su vida. Representaron el grupo de control.
Grupo CU: estos individuos recibieron carotenoides solo cuando eran renacuajos (antes de su metamorfosis de renacuajos a adultos) mezclando su alimento con una mezcla de carotenoides.
Grupo UC: estos individuos recibieron carotenoides solo cuando eran adultos (después de su metamorfosis) dándoles grillos previamente alimentados con zanahorias y mezclados con una mezcla de carotenoides.
Grupo CC: estas ranas fueron suplementadas con carotenoides durante toda su vida.

A los 4.5 años de edad se les frotó la piel a las ranas para muestrear su microbioma de la piel (figura b). La identificación de los microorganismos se basó en la identificación de códigos de barras ocultos en su ADN. Cada especie tiene un código de barras diferente (como cada artículo en el supermercado tiene uno diferente).

Un secuenciador de ADN puede leer estos códigos de barra y darte una secuencia de letras que entonces programas informáticos pueden utilizar para identificar las especies microbianas (e incluso las diferentes cepas microbianas). Identifica la secuencia comparándola con una base de datos que contiene todos los códigos de barras microbianos asociados con el nombre de las especies a las que pertenecen. ¡Esto es como escanear tus artículos en la caja registradora del supermercado, la caja lee los códigos de barras y la computadora en la que se almacena toda la información de los artículos luego identifica a qué artículo pertenece y cuál es su precio! Luego de ser identificadas, las comunidades microbianas suelen describirse usando diversas medidas para calcular el número de especies presentes y sus abundancias.

Experimental protocol conducted for this study. Image source: Risely et al. — *Protocolo experimental para el estudio. Fuente de la imagen: Risely et al.*

Los autores encontraron que los carotenoides influyeron en la composición del microbioma de la piel de estas ranas incluso 4.5 años después de la suplementación dietética, lo que sugiere que la dieta es importante en la formación de la microbiota de la piel en los anfibios. Ingerir carotenoides después de la metamorfosis aumentó la diversidad total del microbioma de la piel. Esto significa que había más especies microbianas diferentes en las ranas que habían recibido carotenoides cuando eran adultas que las que no recibieron carotenoides (control). Hubo poco efecto en términos de la etapa en la cual recibieron carotenoides (antes o después de metamorfosis).

Algunas bacterias fueron más abundantes cuando las ranas recibieron carotenoides en cualquier etapa de desarrollo: Enterococcus, Lactococcus, Enterobacter y Kluyvera. Se ha demostrado anteriormente que algunas de estas bacterias, como Lactococcus garvieae, proporcionan efectos protectores contra infecciones de quitridiomicosis. Este resultado sugiere que la suplementación con carotenoides podría ser un enfoque para aumentar la resiliencia de los anfibios en los programas de conservación. Sin embargo, se necesitan más estudios para comprender verdaderamente los mecanismos entre las bacterias de la piel y la respuesta del huésped contra las infecciones de quitridiomicosis y cómo los carotenoides modulan esta interacción.

Este estudio es uno de los primeros en destacar el vínculo entre la dieta y la microbiota de la piel en los anfibios y cómo podría influir en la respuesta del huésped a los patógenos. Y, no, ¡dar zanahorias a las ranas en la naturaleza no las salvará! Pero estos resultados prometedores sí abren el camino para pensar en estrategias de conservación, especialmente sabiendo que la disponibilidad de nutrientes en la naturaleza depende de los recursos presentes, que a menudo se ven afectados por las condiciones climáticas. Especialmente con estas ranas las cuales también están amenazadas por la sequía en su hábitat.

Link to the original post: Risely, A., Byrne, P.G., Hoye, B.J., Silla, A.J., 2024. Dietary carotenoid supplementation has long-term and community-wide effects on the amphibian skin microbiome. Molecular Ecology 33, e17203.

Featured image: Scott Eipper (https://www.flickr.com/photos/scott_eipper/38711647624)

Traducido al español por: Melanie Ortiz Álvarez de la Campa