Despejando un obstáculo importante en el campo de la investigación de microbiomas, los científicos de la Facultad de Medicina de Harvard han diseñado y utilizado con éxito un método para descubrir las relaciones de causa y efecto entre las bacterias intestinales y las enfermedades.
Reportando el 6 de diciembre Naturaleza , el equipo dice que el enfoque podría impulsar la investigación más allá de las meras asociaciones de microbioma-enfermedad y dilucidar las verdaderas relaciones de causa y efecto.
Los experimentos, realizados en ratones, también identifican un microbio intestinal previamente desconocido que controla la inflamación intestinal y protege contra la colitis severa. Los investigadores dicen que el hallazgo es un buen argumento para probar la bacteria intestinal recientemente identificada como terapia probiótica en personas con inflamaciónenfermedad intestinal, una constelación de afecciones marcadas por inflamación crónica de los intestinos y que se estima que afecta a hasta 1.3 millones de personas en los Estados Unidos, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades.
El enfoque utiliza una especie de "triangulación microbiana". Imita los principios de la navegación marítima clásica o, en términos más modernos, rastrea la ubicación de un teléfono móvil verificando datos de múltiples fuentes, pero en lugar de estrellas o teléfono celularEn cuanto a las torres, los investigadores se están centrando en los insectos intestinales. Según el método de eliminación, la técnica consiste en el estrechamiento gradual de especies bacterianas para identificar microbios específicos que modulan el riesgo de enfermedades específicas. En el estudio actual, los investigadores adaptaron los principios aidentificar bacterias beneficiosas y protectoras
"Nuestro enfoque puede ayudar a los científicos a encontrar las agujas proverbiales en un 'pajar' de miles de microbios que actualmente se cree que modulan la salud", dijo el investigador Dennis Kasper, profesor de microbiología e inmunobiología en la Facultad de Medicina de Harvard. "Si el campo espara superar las asociaciones pasadas, el talón de Aquiles en la investigación de microbiomas, necesitamos un sistema que elimine de manera confiable las relaciones causales entre las bacterias intestinales y las enfermedades. Creemos que nuestro método lo logra ", agregó Kasper, quien también es la Facultad de Medicina de Harvard WilliamEllery Channing, profesora de medicina en el Hospital Brigham and Women's.
En la última década, estudio tras estudio ha identificado miles de microbios comensales, aquellos que residen inocentemente en nuestros cuerpos, y ha catalogado observaciones de posibles vínculos entre grupos de microbios y la presencia o ausencia de una gran variedad de enfermedades, incluida la diabetes,La esclerosis múltiple y la enfermedad inflamatoria intestinal. Sin embargo, los científicos no saben si la presencia de microbios específicos, o las fluctuaciones en su número, afecta la salud y no está claro si ciertos microbios son transeúntes inocentes, meros marcadores de enfermedad osi son agentes activos, que causan daño o brindan protección contra ciertas dolencias.
El santo grial de este trabajo no sería simplemente definir si un microbio alimenta o minimiza el riesgo de una enfermedad determinada, sino descubrir microbios y moléculas microbianas que puedan usarse terapéuticamente.
"El objetivo final es aclarar los mecanismos de la enfermedad y luego identificar las moléculas bacterianas que pueden usarse para tratarla, revertirla o prevenirla", dijo el autor principal del estudio, Neeraj Surana, instructor de pediatría de la Escuela de Medicina de Harvard y especialista en enfermedades infecciosas enBoston Children's Hospital.
trabajo de detective pasado de moda
Para su estudio, Kasper y Surana compararon los microbiomas intestinales de varios grupos de ratones que albergaban diferentes poblaciones de bacterias intestinales.
Los investigadores comenzaron con dos grupos de ratones. Un grupo había sido criado con microbiomas intestinales humanos, que albergaban bacterias intestinales que normalmente se encuentran en los intestinos humanos. El otro grupo había sido criado para albergar microbiomas normales de ratones. Cuando los investigadores le dieron a los animales uncompuesto químico que desencadenó la inflamación intestinal o colitis, los ratones que albergaban microbios intestinales humanos estaban protegidos de los efectos de la enfermedad. Sin embargo, los ratones cuyas entrañas albergaban las bacterias típicas de los ratones desarrollaron síntomas graves.
A continuación, los investigadores alojaron a todos los ratones en el mismo espacio vital. Compartir el espacio vital por tan solo un día condujo a cambios notables en la forma en que los animales respondieron a la enfermedad. Los ratones que originalmente habían sido protegidos contra la colitis comenzaron a mostrar signos más graves demientras que los ratones propensos a la colitis se hicieron cada vez más resistentes a los efectos de la afección y desarrollaron síntomas más leves, un hallazgo de prueba de principio que muestra que el intercambio de bacterias intestinales a través del espacio vital compartido puede conducir a cambios en la capacidad de los animales parahacer frente a la enfermedad.
La aguja en el pajar
El microbio modulador de la enfermedad estaría al acecho entre los cientos de especies bacterianas presentes en todos los ratones. Pero dado que cada grupo de ratones albergaba entre 700 y 1.100 especies bacterianas en sus intestinos, ¿cómo podrían los científicos identificar la que realmente importaba en la colitis?El equipo comenzó analizando la composición intestinal de cada uno de los grupos de ratones, comparando sus perfiles microbianos antes y después de compartir un espacio vital. Para "triangular" la identidad del sospechoso, los científicos buscaron microbios que eran escasos o abundantes, rastreandoLos científicos razonaron que, en otras palabras, el número de microbios causales aumentaría o disminuiría según la gravedad de la enfermedad. Solo uno de esos grupos microbianos se ajustaba al perfil: una familia bacteriana conocida como Lachnospiraceae, comúnmente encontrada en el intestino humano comoasí como las tripas de otros mamíferos.
Para identificar el único organismo dentro de la familia Lachnospiraceae que regula la respuesta a la colitis, los investigadores aislaron una especie bacteriana y se la dieron a ratones propensos a la colitis. Para comparar sus efectos contra otros microbios, también dieron a los animales organismos de diferentes familias bacterianasLa única bacteria que protegió a los animales propensos a la colitis de los estragos de la enfermedad fue un microbio nunca antes descrito que los investigadores habían aislado de las tripas de los ratones sembrados con heces humanas, los animales que habían albergado microbiomas humanos.notablemente ausente de ratones con microbiomas de ratón. Debido a sus propiedades de protección inmunológica, Kasper y Surana bautizaron al organismo recientemente identificado Clostridium immunis.
El aislamiento del microbio modificador de la enfermedad es un caso poderoso para probarlo como terapia en personas con enfermedad inflamatoria intestinal, dijeron los investigadores.
Tomados en conjunto, dijo el equipo, los experimentos muestran que un modelo de reducción de la lista de posibles sospechosos microbianos al nivel de especies individuales no solo es factible sino también crítico para desenmascarar microbios moduladores de enfermedades específicas.
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Materiales proporcionado por Escuela de Medicina de Harvard . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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