Nuestros microbiomas intestinales, las bacterias que viven en nuestro tracto digestivo, desempeñan un papel importante en nuestra salud. Científicos de todo el mundo están estudiando terapias que manipulan el microbioma, incluidos los probióticos como los cultivos de bacterias vivas en el yogur, los prebióticos fibras comestibles destinadas a promover bacterias beneficiosas, antibióticos y trasplantes de microbios de personas sanas.
Los investigadores del Joslin Diabetes Center ahora están arrojando luz sobre cómo el éxito de tales tratamientos de microbioma puede verse afectado por la genética del individuo o animal que está siendo tratado.
En trabajo publicado en línea por Revista de investigación clínica , un equipo de investigadores de Joslin informó sobre experimentos entre tres cepas de ratones genéticamente diferentes dos estrechamente relacionadas y una más distante. Descubrieron que administrar antibióticos a los ratones producía efectos muy diferentes en sus microbiomas intestinales, así como en su insulina.sensibilidad, inflamación de los tejidos y funciones metabólicas relacionadas, como la glucosa en sangre, según los antecedentes genéticos del ratón.
"La posible implicación de nuestra investigación es que los antecedentes genéticos marcarán una gran diferencia en respuesta al cambio del microbioma intestinal, no solo en ratones, sino también en humanos, donde dichos tratamientos se utilizan para enfermedades gastrointestinales y metabólicas", dice C. Ronald Kahn, director académico de Joslin y profesor de medicina en la Escuela de Medicina de Harvard.
"Nuestra investigación sugiere que algunas personas son más susceptibles genéticamente al impacto del microbioma que otras, y los tratamientos que cambian el microbioma marcarán una gran diferencia en algunos pero no en otros", dice Kahn, autor principal del"Por lo tanto, comprender estos factores genéticos podría desempeñar un papel importante en la predicción de la utilidad futura de las terapias de microbiomas para la obesidad y las enfermedades metabólicas".
Entre las tres cepas de ratones que se estudiaron, una cepa es propensa a la diabetes y la obesidad, una segunda es propensa a la obesidad pero no a la diabetes, y una tercera no es propensa a ninguna de las dos afecciones. Los ratones se sometieron a dietas ricas en grasas, lo que aumenta las posibilidades de desarrollar las dos afecciones. A continuación, se les dio uno de los dos tipos de antibióticos que se usan comúnmente en la medicina, uno que se absorbe en el torrente sanguíneo y otro que no, cada uno de los cuales tiene un efecto diferente en el microbioma..
Los investigadores descubrieron que en los ratones propensos tanto a la obesidad como a la diabetes, el tratamiento con cualquiera de los antibióticos no solo cambió los microbiomas intestinales sino que mejoró el metabolismo de los ratones, reduciendo la glucosa en sangre, reduciendo la inflamación de los tejidos y aumentando la señalización de la insulina.dos tipos de ratones, los cambios en el microbioma no trajeron estos cambios positivos en el metabolismo.
Muchos de los cambios metabólicos en los ratones propensos tanto a la obesidad como a la diabetes podrían duplicarse transfiriendo microbios intestinales de ratones tratados con antibióticos a ratones que carecen de microbios intestinales normales. Ese hallazgo apoya la hipótesis de que los antibióticos tienen efectos sobre el microbioma, en lugar deotros mecanismos biológicos, impulsan los cambios metabólicos, dice Kahn.
Comenzando a investigar las variaciones en el metabolismo entre ratones, los investigadores encontraron que un factor importante era cómo los ratones respondían a los cambios en el metabolismo de los ácidos biliares. Los ácidos biliares son moléculas secretadas por el hígado en el intestino, donde ayudan en la absorción degrasas, explica Kahn. Además, las bacterias en el intestino modifican químicamente los ácidos biliares en formas que se reabsorben en el torrente sanguíneo y ayudan a responder a la inflamación.
El impacto de los antibióticos en el metabolismo de los ácidos biliares varió entre las tres cepas de ratones, lo que explica en parte por qué las diferentes cepas mostraron diferentes respuestas en la inflamación de los tejidos, la señalización de la insulina y otras funciones metabólicas. "Así que mostramos, utilizando estos modelos animales, unavínculo entre el microbioma cambiante y la inflamación cambiante, que contribuye a la resistencia a la insulina ", dice Kahn.
Los investigadores de Joslin están realizando un estudio más detallado de cómo los ácidos biliares y otros metabolitos moléculas pequeñas están involucrados en el control del metabolismo.
"Los ácidos biliares son solo la punta del iceberg", dice Kahn. "En la investigación en curso, hemos identificado cientos de metabolitos humanos que cambian mucho en respuesta tanto a la dieta como a los antibióticos. Estamos tratando de rastreardeterminar exactamente cuáles son estos metabolitos, cómo pueden influir en la sensibilidad a la insulina y cuáles serán importantes reguladores de la glucosa en sangre o del aumento de peso, los dos factores que realmente queremos mejorar en pacientes con riesgo de diabetes tipo 2 ".
El equipo también analizará cómo estos metabolitos modificados podrían afectar los comportamientos clínicos que van desde los comportamientos alimentarios hasta la depresión y la ansiedad, dice.
Cuando se comprendan mejor estos mecanismos, los investigadores estarán en mejores condiciones de predecir qué pacientes responderán mejor a los tratamientos del microbioma, dice Kahn. "Si podemos identificar a las personas que tienen más probabilidades de beneficiarse del cambio del microbioma, podríamos encontrar ungran efecto entre ellos ", sugiere.
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Materiales proporcionado por Centro de Diabetes Joslin . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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