Según un artículo publicado en Frontiers in Microbiome, un estadounidense promedio pasa aproximadamente el 93 % de su tiempo en ambientes construidos, y el 70 % de ese tiempo lo pasa en su lugar de residencia. Estos espacios albergan una amplia diversidad de comunidades microbianas que influyen en el bienestar humano. Entre estas comunidades, los virus, en particular los bacteriófagos, juegan un papel clave en la configuración de los ecosistemas microbianos. Sin embargo, el estudio de los virus en ambientes interiores, y especialmente su interacción con las bacterias, sigue siendo un campo poco explorado.
Microbioma de los ambientes construidos
Los microbiomas de los ambientes construidos son dinámicos y están influenciados por factores como el comportamiento humano, las prácticas de limpieza y la ubicación geográfica. A su vez, estos entornos exponen a los humanos a una variedad de microorganismos que pueden afectar a la salud. Comprender la estructura y dinámica de estas comunidades microbianas es fundamental para dilucidar su relación con el bienestar humano.
Estudios previos han demostrado que diferentes elementos dentro de los entornos construidos albergan comunidades microbianas distintas. Por ejemplo, las manillas de las puertas, las alcachofas de ducha y los cepillos de dientes muestran microbiomas únicos, aunque a veces pueden compartir algunas especies. La disponibilidad de agua es un factor clave que influye en la composición microbiana, ya que las superficies en áreas más húmedas tienden a soportar comunidades microbianas diferentes de aquellas en entornos más secos. Además, las superficies que están en contacto directo con los humanos, como los cepillos de dientes o las pantallas táctiles, tienden a reflejar el microbioma de la piel o de la cavidad oral.
A pesar de que la investigación sobre comunidades bacterianas en ambientes interiores ha sido significativa, se ha prestado mucha menos atención al rol de los virus, especialmente los bacteriófagos. Estos virus, que infectan a bacterias, pueden influir en la estructura y función de las comunidades microbianas a través de la infección de sus hospedadores y la transferencia horizontal de genes. Dada la variabilidad y complejidad de los microbiomas interiores, es urgente realizar más investigaciones centradas en el papel de los virus, en especial en ambientes ricos en biofilms como las alcachofas de ducha y los cepillos de dientes.
Dinámica viral en biofilms domésticos
Los autores del estudio se propusieron investigar las comunidades virales presentes en biofilms domésticos, enfocándose en dos ambientes específicos: alcachofas de ducha y cepillos de dientes. Ambos entornos albergan comunidades microbianas basadas en biofilms y están frecuentemente expuestos al agua. Sin embargo, su interacción con los humanos es significativamente diferente. Mientras que los cepillos de dientes tienen contacto directo con la cavidad oral humana, las alcachofas de ducha rara vez interactúan directamente con la piel humana, lo que las convierte en un excelente punto de comparación para estudiar las interacciones entre virus y hospedadores en ambientes construidos.
Mediante secuenciación metagenómica, se analizaron 96 muestras de alcachofas de ducha y 34 muestras de cepillos de dientes, identificando 22 unidades taxonómicas operativas (UTO) virales completas, 232 de alta calidad y 362 de calidad media. Estos UTO virales se conectaron con 32 familias bacterianas, destacando Sphingomonadaceae, Burkholderiaceae y Caulobacteraceae como presentes tanto en los biofilms de cepillos de dientes como en los de alcachofas de ducha. Curiosamente, la riqueza de la comunidad viral correlacionó con la riqueza bacteriana, pero no con los índices de diversidad como Shannon o Simpson. Esto sugiere que, si bien las comunidades virales pueden reflejar la abundancia bacteriana, sus patrones generales de diversidad pueden estar determinados por factores diferentes.
Uno de los hallazgos clave de este estudio fue la presencia de un gran número de bacteriófagos nuevos y no caracterizados en estos biofilms domésticos. Muchos de los UTO virales mostraron baja identidad de nucleótidos en comparación con secuencias de referencia, y una proporción significativa de sus marcos de lectura abiertos se anotaron como hipotéticos o desconocidos. Esto indica que los biofilms domésticos, especialmente los que se encuentran en entornos como las alcachofas de ducha y los cepillos de dientes, pueden albergar un vasto reservorio de fagos previamente desconocidos.
La disponibilidad de agua y la interacción humana moldean los microbiomas
Uno de los factores más importantes que influyen en la composición de las comunidades microbianas en ambientes construidos es la disponibilidad de agua. Las alcachofas de ducha, que están constantemente expuestas al agua, tienden a albergar comunidades microbianas diferentes en comparación con los cepillos de dientes, que pueden experimentar humedad intermitente pero también tienen contacto directo con el microbioma oral humano. Estudios previos han demostrado que las alcachofas de ducha contienen tanto patógenos como genes de resistencia antimicrobiana, siendo la fuente de agua un factor clave en la composición microbiana. Por ejemplo, las micobacterias no tuberculosas son más abundantes en las cabezas de ducha que utilizan fuentes de agua municipal.
En contraste, los microbiomas de los cepillos de dientes están influenciados tanto por microorganismos asociados a los humanos como por aquellos provenientes del ambiente. Curiosamente, no se encontraron asociaciones fuertes entre la composición del microbioma de los cepillos de dientes y factores como las prácticas de higiene oral o la ubicación de almacenamiento. Sin embargo, la diversidad de genes de resistencia antimicrobiana en los biofilms de los cepillos de dientes estaba fuertemente relacionada con los organismos provenientes del ambiente, lo que sugiere que incluso los objetos utilizados para la higiene personal pueden estar moldeados por factores ambientales más amplios.
Implicaciones para la salud
Los hallazgos del estudio subrayan la complejidad y variabilidad de los microbiomas en ambientes construidos. Los virus, particularmente los bacteriófagos, desempeñan un papel crucial en la configuración de estas comunidades microbianas, aunque su influencia sigue siendo poco comprendida. La identificación de nuevos fagos en los biofilms domésticos plantea preguntas importantes sobre su posible impacto en la salud humana y el medio ambiente.
Dada la alta interacción entre los humanos y sus entornos construidos, comprender el papel de los bacteriófagos en estos espacios podría tener implicaciones significativas para la salud pública. Por ejemplo, los fagos que influyen en la estructura y función de las comunidades microbianas en los biofilms podrían afectar la persistencia de patógenos o la propagación de genes de resistencia antimicrobiana. Por lo tanto, estudiar las interacciones entre fagos y hospedadores en los biofilms domésticos podría ayudar a diseñar edificios y prácticas de higiene que promuevan entornos más saludables.
La investigación futura debería centrarse en desarrollar métodos específicos para la extracción de ADN y secuenciación de virus, a fin de comprender mejor la diversidad y los roles ecológicos de los bacteriófagos en ambientes construidos. En particular, estudios que exploren cómo los fagos influyen en las comunidades bacterianas en diferentes tipos de biofilms —como los que se encuentran en hogares, espacios públicos o instalaciones sanitarias— podrían ofrecer valiosas perspectivas sobre los factores que moldean los microbiomas y su impacto potencial en la salud humana.
