Los beneficios de los antibióticos para la salud humana y animal son indiscutibles. Sin embargo, a medida que los microbios se han vuelto cada vez más resistentes a los antimicrobianos y otras drogas, los científicos se han interesado en nuevas soluciones a la creciente crisis de las superbacterias, incluido el uso de microbios defensivos y fecalestrasplantes. En una nueva investigación, los científicos de la Universidad de Oxford han desarrollado un enfoque basado en el laboratorio, creando rápidamente relaciones co-dependientes positivas entre los hospedadores y las bacterias, llamadas "mutualismos". Estas relaciones bacterianas desarrolladas en el laboratorio demuestran cómo los microbios pueden trabajar con sus anfitriones paraprevenir infección.
Las relaciones defensivas entre el huésped y los microbios prevalecen en la naturaleza en todas las plantas y animales, incluidos los humanos. El beneficio mutuo proviene del huésped que se beneficia de la protección de la bacteria, y la bacteria que se beneficia del huésped es un ambiente de vida saludable, lo que permitepara que se acumule más con el tiempo.
En un estudio publicado en Cartas de evolución , los científicos del Departamento de Zoología de Oxford trabajaron con la Universidad de Bath para probar si estos 'mutualismos' defensivos de microbios huésped podrían evolucionar desde cero para proteger contra el ataque de parásitos dañinos e infecciosos.
El equipo rastreó la evolución de un huésped de gusano nematodo y una bacteria intestinal Enterococcus faecalis con el potencial de proteger contra una infección bacteriana más patógena.Después de solo unas pocas semanas de evolución, los cambios tanto en el gusano como en las bacterias intestinales dieron como resultado que las especies trabajen juntas y finalmente forjen una alianza mutuamente beneficiosa, protegiéndolas a ambas de los ataques de parásitos.El efecto solo se observó cuando el huésped y la bacteria intestinal coevolucionaron en presencia del parásito.
La Dra. Charlotte Rafaluk-Mohr, autora principal del artículo e investigadora posdoctoral en el Departamento de Zoología, explica: 'Nuestro estudio muestra que la protección de los microbios intestinales es un beneficio que se fortalece y se intercambia cuando tanto el microbio como el huésped evolucionanjuntas. La bacteria evolucionó para ser más protectora y, a su vez, los huéspedes evolucionaron para permitir más E.faecalis colonización. Evolucionar para permitir que las bacterias protectoras colonicen y ayudar podría ser un medio común de defensa contra enfermedades infecciosas. '
De la diferencia entre esta investigación y otros estudios de simbiosis bacteriana, el Dr. Rafaluk-Mohr, dijo: "En sí, los huéspedes y las bacterias que forman relaciones codependientes no es un concepto nuevo. Sin embargo, nuestro estudio es el primero en desarrollar esta relaciónDesde cero. Algunos "mutualismos" requieren años de historia evolutiva antes de obtener algún beneficio defensivo, pero en nuestro caso, la relación se desarrolló y formó en cuestión de semanas en un laboratorio, antes de que el gusano huésped y las bacterias fueran completamente extraños.entidades.
Para comprender cuándo es más probable que evolucionen los mutualismos defensivos en la naturaleza, el equipo trabajó con el Dr. Ben Ashby de la Universidad de Bath para estudiar modelos matemáticos de huéspedes y bacterias coevolucionantes. Los modelos predicen que si la protección es demasiado baja, entonces haypoco beneficio para el huésped de albergar la bacteria, pero si la protección es demasiado alta, entonces otros microbios pueden ser eliminados, eliminando la necesidad de protección. Por lo tanto, es cuando los microbios proporcionan un nivel moderado de protección que los "mutualismos" tienen más probabilidades de evolucionar.
Comprender el origen y el mantenimiento de las relaciones defensivas entre los anfitriones y sus "bacterias buenas" son preguntas urgentes para los biólogos evolutivos. El equipo descubrió que la velocidad de la evolución de la relación podría tener un papel importante en su éxito general, y también ensu uso potencial como tratamiento para la salud humana. Como explica el Dr. Rafaluk-Mohr: "Tenemos un problema creciente con los antibióticos que no son capaces de tratar enfermedades, y nuestra investigación muestra que tanto el uso como la ingeniería de" mutualismos "tiene el potencial de beneficiar a las personaspreviniendo la infección por enfermedades que causan parásitos. »El estudio también indica que la interacción del trasfondo genético del huésped y el microbio puede desempeñar un papel en el establecimiento de estas relaciones defensivas entre el huésped y las bacterias y, por lo tanto, el éxito potencial de la bacterioterapia y los trasplantes fecales, por ejemplo.
La Dra. Kayla King, autora principal y profesora asociada de biología del parásito en Oxford, agregó: "Cuerpos humanos y animales enteros están cubiertos de microbios por dentro y por fuera. Muchas de estas bacterias pueden ayudar al defendernos a sus anfitriones del ataque de los dañosparásitos. Esencialmente, se desarrolla una relación ligeramente parasitaria para convertirse en un beneficio mutuo.
'Con fondos para futuras investigaciones, tenemos la intención de investigar cómo los huéspedes permiten que estas bacterias protectoras colonicen dentro de ellos, y qué hacen para apoyar esta interacción. ¿El sistema inmunitario del huésped no se dirige a las bacterias buenas o los anfitriones seleccionan activamente bacterias buenas entreotros en la microbiota? '
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Materiales proporcionados por Universidad de Oxford . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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