La investigación sobre una parte útil del microbioma, la bacteria intestinal beneficiosa, se está moviendo de "lo que está allí" a "cómo ayudan".
Los científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Emory han demostrado cómo un antiguo circuito regulador celular llamado Nrf2, presente en insectos y mamíferos, responde a bacterias beneficiosas y prepara una respuesta protectora al estrés ambiental.
Los hallazgos podrían conducir a avances en el uso de bacterias para tratar enfermedades intestinales o mitigar los efectos de la radioterapia para el cáncer.
Los resultados están programados para su publicación el 13 de agosto en Informes de celda .
"La respuesta del cuerpo a las bacterias a menudo se ve a través de la lente del sistema inmune", dice el autor principal Andrew Neish, MD, profesor de patología y medicina de laboratorio en la Facultad de Medicina de la Universidad de Emory. "La vía que hemos identificado no esinflamatorio o inmunorregulador; más bien, es citoprotector ".
Si bien muchos tipos de bacterias que viven en nuestros intestinos son inertes o incluso dañinos para las células intestinales, un pequeño subconjunto, los lactobacilos, puede estimular una mayor motilidad, proliferación y capacidad para resistir el estrés, dice Neish.
"Los lactobacilos están presentes en el yogurt, y también son el primer tipo de bacteria que colonizará el sistema de un bebé después de que nazca", dice.
En colaboración con Neish, el profesor asistente de pediatría Rheinallt Jones, PhD y sus colegas descubrieron que solo los lactobacilos podían proteger a las moscas de la fruta previamente "libres de gérmenes" del paraquat, un herbicida tóxico. Del mismo modo, alimentar los lactobacilos, pero no otros tipos de bacterias, al germensin ratones podrían protegerlos de la pérdida de peso y la muerte después de la exposición a la radiación.
En los tejidos intestinales de las moscas y los ratones, los lactobacilos activaron una serie de genes en un patrón que indica que está involucrada la vía Nrf2. Si las moscas o los ratones tenían una mutación que desactivaba Nrf2, el efecto protector de la bacteria erano visto.
Nrf2 es una vía celular involucrada en la protección de las células contra tensiones externas como toxinas y carcinógenos, y es activada por especies reactivas de oxígeno o ROS. Tanto el paraquat como la radiación generan ROS.
"Parece que un poco de ROS ayuda a las células a prepararse para resistir el estrés", dice Jones. "Este es un ejemplo del concepto de hormesis, donde la exposición limitada a algo que es dañino protege a un organismo de más de ella más adelante"."
Anteriormente, Jones y Neish han demostrado que los lactobacilos estimulan las células epiteliales intestinales para producir ROS, que son una señal clave para la curación de heridas. Informes de celda artículo, los investigadores mostraron que cuando la enzima Nox1, que produce ROS en respuesta a las bacterias, se elimina de los intestinos en ratones, se pierde el efecto radioprotector de los lactobacilos.
Si bien no es el único circuito regulador estimulado por bacterias beneficiosas, Jones y Neish dicen que sus hallazgos sugieren que Nrf2 está más altamente conservado que otras señales inducidas por bacterias, y que probablemente evolucionó como un mecanismo para la coexistencia de organismos superiorescon bacterias.
Jones y Neish dicen que están investigando las firmas genéticas comunes de los diversos tipos de bacterias que estimulan ROS y Nrf2. Eso podría ayudar a los investigadores a determinar cuáles pueden tener beneficios terapéuticos y posiblemente cómo imitar las bacterias con agentes sintéticos.
Para facilitar este tipo de investigación, Jones está estableciendo una instalación de animales gnotobióticos en Emory, que permitirá a los científicos investigar qué sucede cuando los intestinos de un animal se colonizan con una sola variedad de bacterias.
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Materiales proporcionados por Ciencias de la salud de Emory . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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