Efectos de ciclos repetidos de congelación y descongelación en la estabilidad de la composición del microbioma fecal

Por qué las heces congeladas importan para la investigación sanitaria

Grandes estudios de salud en todo el mundo almacenan muestras de heces congeladas para entender cómo las bacterias intestinales influyen en todo, desde la obesidad hasta el cáncer. Pero muchas de estas valiosas muestras se descongelan y vuelven a congelar a medida que surgen nuevas preguntas y aparecen nuevas tecnologías. Este estudio plantea una pregunta práctica pero crucial: ¿cuántas veces se puede congelar y descongelar de forma segura una muestra de heces antes de que la imagen del microbioma intestinal empiece a difuminarse?

Cómo se manejan realmente las muestras fecales en el laboratorio

En un mundo ideal, los científicos analizarían las heces inmediatamente después de producirse. En la realidad, las personas recogen las muestras en casa, las guardan brevemente en el frigorífico y luego las envían a un laboratorio, donde se congelan para su conservación a largo plazo. Cuando los investigadores quieren realizar nuevas pruebas, deben descongelar la muestra, tomar una pequeña porción y volver a congelar el resto. Cada ciclo de congelación y descongelación podría dañar las células bacterianas y su ADN, dando potencialmente una visión distorsionada de qué microbios están presentes. Estudios previos ofrecieron mensajes mixtos y a menudo utilizaron animales pequeños, lactantes o métodos de laboratorio más antiguos que no se corresponden totalmente con los actuales grandes estudios humanos.

Poner a prueba la congelación repetida

Los investigadores reclutaron a cinco adultos sanos, de 25 a 50 años, que no habían tenido problemas intestinales recientes ni uso de antibióticos. Cada persona proporcionó una muestra de heces que se mezcló cuidadosamente y se dividió. Una porción se procesó de inmediato para capturar el microbioma “fresco”. El resto se congeló a muy baja temperatura. Cada pocos días, el vial congelado se calentó lentamente lo suficiente para desprender una pequeña porción para la extracción de ADN y luego se volvió a congelar a fondo. Esto se repitió seis veces por persona. El equipo secuenció el ADN bacteriano de cada punto temporal, usando un método común basado en genes que identifica qué grupos de microbios están presentes y cuál es su abundancia.

La diversidad microbiana se mantiene sorprendentemente estable

A lo largo de las seis rondas de congelación y descongelación, la riqueza y el equilibrio global de microbios intestinales en cada muestra cambiaron muy poco. Las medidas de diversidad dentro de cada muestra y las diferencias entre muestras se mantuvieron estables. Cuando los investigadores usaron herramientas estadísticas para visualizar patrones entre todas las muestras, el factor principal que las separó no fue cuántas veces se habían congelado, sino de qué persona procedían. En otras palabras, la huella microbiana personal siguió siendo mucho más importante que cualquier historial de congelación. El rendimiento de ADN sí descendió tras la primera congelación, pero luego se mantuvo estable, lo que sugiere que la cantidad de material genético utilizable seguía siendo suficiente para análisis fiables.

Solo emergen pequeños cambios tras muchos ciclos

Al observar más en detalle grupos bacterianos individuales, el equipo comprobó si tipos concretos aumentaban o disminuían con las congelaciones repetidas. Un método analítico muy conservador no detectó cambios significativos en absoluto, incluso tras seis ciclos. Un método más sensible sí identificó desplazamientos modestos en una pequeña fracción de grupos bacterianos. Estos cambios aparecieron principalmente después de cuatro o más ciclos, y fueron más evidentes en un amplio grupo de bacterias intestinales conocidas por ser relativamente frágiles. Algunos otros grupos parecieron aumentar ligeramente con el tiempo. Sin embargo, dado que estas señales no aparecieron de forma consistente en todos los métodos, los autores advierten que al menos algunas de estas aparentes variaciones podrían ser falsas alarmas más que efectos biológicos reales.

Qué significa esto para los bancos de heces almacenadas

Para quienes diseñan o reutilizan grandes estudios del microbioma, el mensaje resulta tranquilizador. Cuando las muestras de heces de adultos sanos se descongelan lentamente y se vuelven a congelar con rapidez, la imagen global del microbioma intestinal se mantiene altamente reproducible al menos durante tres ciclos de congelación y descongelación. Las diferencias personales entre individuos dominan sobre cualquier efecto de congelación. Tras aproximadamente cuatro ciclos, pueden introducirse cambios sutiles en algunos grupos bacterianos, por lo que el uso intensivo del mismo vial podría reducir gradualmente la precisión. En conjunto, el estudio respalda la reanálisis seguro de muestras que se han descongelado una o unas pocas veces, lo que abre la puerta a obtener mucho más valor científico de las colecciones congeladas existentes sin tener que reclutar nuevos voluntarios para cada nueva pregunta.

Cita: Sangermani, M., Desiati, I., Quattrini, N. et al. Effects of repeated freeze and thaw cycles on the stability of faecal microbiome composition. Sci Rep 16, 9880 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39939-w

Palabras clave: microbioma intestinal, muestras de heces, almacenamiento de muestras, ciclos de congelado y descongelado, secuenciación del microbioma