POR: Rafellie Santiago (Reggie Kombucha)
KEFIR: UN TRABAJO EN EQUIPO:
Diversas comunidades microbianas en el kéfir, una bebida tradicional a base de leche fermentada granulada, logran una coexistencia estable a través de la intrincada orquestación de la dinámica de los metabolitos en el espacio y el tiempo, informa un nuevo estudio.
Los autores utilizan la metabolómica, la transcriptómica y el mapeo a gran escala de las interacciones entre especies para mostrar que los microorganismos poco adecuados para la leche emergen como la especie dominante a través de la cooperación metabólica y la distribución desigual de las comunidades microbianas entre la leche y los componentes del grano en el kéfir.
Estos hallazgos del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) y del grupo Patil y colaboradores de la Universidad de Cambridge, se publican en el artículo “Polarización de comunidades microbianas entre metabolismo competitivo y cooperativo” publicado en Nature Microbiology.
Las comunidades microbianas pueden alterar su composición y, sin embargo, mantener la coexistencia estable de diversas especies. Los mecanismos que subyacen a esta coexistencia dinámica a largo plazo siguen sin estar claros en gran parte debido a los limitados estudios de todo el sistema que se centran en comunidades diseñadas o conjuntos microbianos sintéticos. Comprender el mecanismo subyacente de la dinámica de la comunidad microbiana puede ayudar a desarrollar estrategias terapéuticas para varias enfermedades que se han relacionado con cambios de composición en los microbiomas del intestino y otros hábitats fisiológicos.
“El grano de kéfir actúa como un campo base para la comunidad de kéfir, desde donde los miembros de la comunidad colonizan la leche de una manera compleja pero organizada y cooperativa”, dice Kiran Patil, PhD, líder del grupo y autor correspondiente. “Vemos este fenómeno en el kéfir, y luego vemos que no se limita al kéfir. Si nos fijamos en todo el mundo de los microbiomas, la cooperación también es clave para su estructura y función ”.
Los autores muestran que, durante la fermentación de la leche, los granos de kéfir, una matriz de polisacárido sintetizada por los microorganismos del kéfir, crecen en masa pero permanecen sin cambios en su composición. La leche, por otro lado, se coloniza secuencialmente de tal manera que los primeros miembros microbianos proporcionan metabolitos como aminoácidos y lactato, para hacer posible que las comunidades microbianas subsiguientes sobrevivan y prosperen en la leche.
“La cooperación les permite hacer algo que no podrían hacer solos”, dice Patil. “Es particularmente fascinante cómo L. kefiranofaciens, que domina la comunidad del kéfir, usa granos de kéfir para unir todos los demás microbios que necesita para sobrevivir, al igual que el anillo gobernante del Señor de los Anillos. Un grano para unirlos a todos”.
Considerado por muchos como un 'superalimento', el kéfir es de origen del Cáucaso del Norte que luego se hizo popular en Rusia, Europa del Este e Israel. El kéfir se compone de granos que parecen coliflor ligeramente triturada en leche fermentada que contiene bacterias y levadura. Sus muchos supuestos beneficios para la salud incluyen una mejor digestión y reducción de la presión arterial y los niveles de glucosa en sangre.
El kéfir se elabora con granos de kéfir que no se pueden hacer artificialmente, pero deben provenir de otro lote de kéfir. Los granos se agregan a la leche para fermentar y crecer. Entre uno y cuatro días, los granos de kéfir consumen los nutrientes disponibles, crecen en tamaño y número, y el proceso de kéfir se completa. Luego, los granos se eliminan y se agregan a la leche fresca para comenzar un nuevo ciclo de kéfir.
“La gente almacenaba leche en pieles de oveja y notó que estos granos que emergían evitaban que la leche se echara a perder, por lo que podían almacenarla por más tiempo”.
"Debido a que la leche se echa a perder con bastante facilidad, encontrar una manera de almacenarla por más tiempo fue de gran valor".
El kéfir proporciona un modelo de comunidad microbiana fácil de cultivar para estudios científicos sobre interacciones metabólicas. Aunque es similar al yogur en ser un producto lácteo fermentado y cultivado rico en probióticos, la comunidad microbiana del kéfir es mucho más grande que la del yogur e incluye levadura, además de bacterias.
Con alrededor de 40 especies microbianas, el kéfir ofrece una "zona de complejidad Ricitos de oro" natural, dice Patil, mejorando los estudios anteriores que se han centrado en solo dos o tres especies que interactúan y, sin embargo, no son demasiado difíciles de manejar para estudiar en detalle.
El equipo recolectó 15 muestras de kéfir de toda Alemania y otros lugares y describió la diversidad de composición en las comunidades microbianas en las muestras recolectadas de las diversas ubicaciones geográficas.
“Nuestro primer paso fue observar cómo crecen las muestras. Las comunidades microbianas de kéfir tienen muchas especies miembros con patrones de crecimiento individuales que se adaptan a su entorno actual. Esto significa especies de crecimiento rápido y lento y algunas que alteran su velocidad según la disponibilidad de nutrientes”, dice Blasche. “Esto no es exclusivo de la comunidad del kéfir. Sin embargo, la comunidad del kéfir tenía mucho tiempo de espera para que la coevolución lo llevara a la perfección, ya que se han mantenido unidas durante mucho tiempo”.
Estudios relacionados del grupo han demostrado que las comunidades competitivas conservan diversas capacidades metabólicas para explotar todos los nutrientes disponibles, mientras que las comunidades cooperativas incluyen especies que han perdido genes metabólicos clave, por lo que deben depender unas de otras para sobrevivir (especies auxotróficas). Los autores señalan que, si bien prevalecen comunidades tanto competitivas como cooperativas, los cooperadores parecen tener más éxito en términos de mayor abundancia y ocupación de hábitats diversos.
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