Microbioma intestinal y enfermedad cardiometabólica: cómo la metagenómica shotgun y la metabolómica están transformando este campo
La enfermedad cardiometabólica engloba un conjunto de alteraciones metabólicas y cardiovasculares interconectadas, como la obesidad, la hipertensión, la resistencia a la insulina, la diabetes tipo 2 o la enfermedad cardiovascular.
Tradicionalmente, este grupo de enfermedades se ha explicado a partir de factores como la dieta, el sedentarismo, la obesidad, la hipertensión y la resistencia a la insulina. Sin embargo, en los últimos años el microbioma intestinal ha ganado protagonismo como pieza clave para entenderla mejor (1).
Gran parte de estos avances han sido posibles gracias a una mejor comprensión del microbioma intestinal. Hoy sabemos que el microbioma intestinal tiene un papel relevante para la salud humana más allá de la digestión como se pensaba tradicionalmente. Entre sus capacidades destacan:
- El mantenimiento de la integridad de la barrera intestinal, fundamental para evitar la translocación de microorganismos y compuestos potencialmente perjudiciales.
- La modulación del sistema inmunitario, contribuyendo al mantenimiento del equilibrio inmunológico.
- La transformación de componentes de la dieta en moléculas bioactivas, muchas de ellas con un papel relevante en el metabolismo y la salud humana.
- La producción de metabolitos y moléculas bioactivas capaces de ejercer efectos tanto locales como sistémicos sobre órganos y tejidos distantes.
En este nuevo contexto, no sorprende que desequilibrios del microbioma intestinal hayan sido asociados a múltiples patologías extraintestinales (2), entre las que se incluyen las enfermedades cardiometabólicas.
De la composición a la función: el papel de la metagenómica y la metabolómica
El gran avance en este campo ha sido posible gracias a la disponibilidad de dos herramientas ómicas fundamentales: la secuenciación metagenómica shotgun y la metabolómica. Gracias a ellas, la investigación ha pasado de preguntarse únicamente qué microorganismos están presentes a entender qué funciones realizan y qué moléculas producen (1).
- La metagenómica shotgun permite analizar en profundidad el ADN microbiano presente en una muestra, lo que permite identificar no solo los microorganismos presentes, sino también los genes que los componen y por lo tanto determinar su potencialidad funcional.
- La metabolómica permite medir directamente los metabolitos generados por esa actividad microbiana.
- La combinación de ambas ha sido decisiva para comprender cómo el microbioma influye en la enfermedad cardiometabólica.
El eje intestino-corazón
Esta combinación de tecnologías ha permitido entender el microbioma con mucha más profundidad y ha dado forma a uno de los conceptos más relevantes del campo: el eje intestino-corazón (3). Este eje describe un sistema de comunicación bidireccional entre el microbioma intestinal, metabolismo, sistema inmunitario y función cardiovascular.
El equilibrio de este eje es esencial para el mantenimiento de la salud cardiometabólica, y su alteración puede dar lugar a procesos relacionados con riesgo cardiovascular. (4)
Metabolitos clave en la enfermedad cardiometabólica
El estudio conjunto de metagenómica y metabolómica ha permitido identificar metabolitos microbianos con impacto en la enfermedad cardiometabólica, y conectar su presencia con los microorganismos y rutas metabólicas que los producen. Entre los metabolitos más destacados se incluyen:
Trimetilamina (TMA) originada por los microorganismos al descomponer nutrientes como colina o L-carnitina derivados principalmente de carnes rojas. La TMA producida por los microorganismos viaja al hígado por vía portal donde es oxidada para convertirse en TMAO, que es considerado un biomarcador asociado a riesgo cardiovascular (5).
Ácidos grasos de cadena corta (SCFAs), principalmente acetato, propionato y butirato producidos por microorganismos intestinales como resultado de la fermentación de la fibra dietética. Son considerados metabolitos con potencial protector por su capacidad de regular el metabolismo de los lípidos, del colesterol y de la glucosa y por contribuir a la modulación de la respuesta inmunitaria (6).
Ácidos biliares: tras su producción en el hígado, los ácidos biliares llegan al intestino donde son modificadas por el microbioma intestinal y convertidas en moléculas bioactivas. Estos ácidos biliares modificados pueden influir en el metabolismo lipídico, la homeostasis de la mucosa intestinal, la respuesta inmunitaria y los procesos inflamatorios, principalmente a través de receptores como el FXR y el TGR5 (7).
PAGln e imidazol propionato (ImP), son metabolitos microbianos emergentes estudiados por su posible papel en la enfermedad cardiometabólica. El PAGln se ha relacionado con la activación plaquetaria y el riesgo trombótico, mientras que el ImP se ha asociado con resistencia a la insulina, enfermedad cardiovascular e insuficiencia cardíaca (8,9).
Estos metabolitos microbianos descritos representan señales metabólicas que pueden ayudar a entender mejor cómo una microbiota alterada contribuye al riesgo cardiometabólico.
Implicaciones para la investigación y la medicina personalizada
El creciente conocimiento sobre la relación entre microbioma intestinal y salud cardiovascular no solo nos ayuda a explicar mecanismos biológicos complejos, sino que podría transformar nuestra forma de entender, prevenir y abordar la enfermedad cardiometabólica permitiendo:
- La identificación de biomarcadores funcionales
- Una mejor estratificación de pacientes
- El desarrollo de intervenciones dirigidas
En este sentido, estrategias como la dieta, los prebióticos, los probióticos o la modulación de metabolitos específicos se perfilan como aproximaciones prometedoras (10, 11).
👉 Síguenos en LinkedIn para descubrir más avances en microbioma, metagenómica y ciencias de la vida.
👉 O contacta con nuestro equipo para conocer nuestros servicios de análisis de microbioma.
- doi: 10.1038/s41591-022-01688-4
- doi: 10.1111/lam.13333
- doi: 10.1002/cph4.70024
- doi: 10.1161/CIRCRESAHA.123.322055
- doi: 10.1186/s13098-024-01368-y
- doi: 10.1080/19490976.2021.1897212
- doi: 10.3389/fmicb.2025.1689026
- doi: 10.3390/medicina62030444.
- doi: 10.1093/eurheartj/ehaf661
- doi: 10.1038/s41591-020-01223-3.
- doi: 10.3389/fimmu.2024.1321395