Las bacterias en el intestino hacen mucho más que ayudar a digerir los alimentos en el estómago de sus anfitriones, también pueden decirle a los genes en sus anfitriones mamíferos qué hacer.
Un estudio publicado hoy en Celda describe una forma de "comunicación entre especies" en la que las bacterias secretan una molécula específica, el óxido nítrico, que les permite comunicarse y controlar el ADN de sus anfitriones, y sugiere que la conversación entre los dos puede influir ampliamente en la salud humana.
Los investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad Case Western Reserve, el Centro Médico de los Hospitales Universitarios de Cleveland y la Facultad de Medicina de Harvard rastrearon el óxido nítrico secretado por las bacterias intestinales dentro de pequeños gusanos C. elegans , un modelo común de laboratorio de mamíferos.El óxido nítrico secretado por las bacterias intestinales unidas a miles de proteínas del huésped, cambiando por completo la capacidad de un gusano para regular su propia expresión génica.
El estudio es el primero en mostrar que las bacterias intestinales pueden aprovechar las redes de óxido nítrico ubicuas en mamíferos, incluidos los humanos. El óxido nítrico se adhiere a las proteínas humanas de una manera cuidadosamente regulada, un proceso conocido como S-nitrosilación, y las interrupciones son ampliamenteimplicado en enfermedades como el Alzheimer, el Parkinson, el asma, la diabetes, las enfermedades cardíacas y el cáncer.
Los hallazgos sugieren que el óxido nítrico es un mecanismo general por el cual las bacterias intestinales pueden comunicarse con los huéspedes mamíferos. El trabajo previo para desenredar las líneas de comunicación hacia y desde las bacterias intestinales se ha centrado principalmente en moléculas raras que las bacterias secretan. Los nuevos hallazgos son similares a descubrir unEl lenguaje químico común entre las especies, a diferencia de las palabras simples, dijo el autor principal Jonathan Stamler, MD, director del Instituto de Medicina Molecular Transformativa en la Facultad de Medicina de la Universidad Case Western Reserve y presidente del Instituto Harrington Discovery en el Hospital de la Universidad de Cleveland Medical Center."Hay una tremenda complejidad en el intestino, y muchos investigadores buscan la siguiente sustancia inusual producida por una bacteria que podría afectar la salud humana", dice. Con billones de bacterias en el intestino promedio, Stamler decidió buscar un lenguaje común quetodas las especies bacterianas podrían usar ". La enormidad de la población de bacterias intestinales y su relación con el host predice que habrá medios generales para comunicar que los humanos podemos reconocer "
Los investigadores demostraron el fenómeno al alimentar a los gusanos en desarrollo con bacterias que producen óxido nítrico. Luego seleccionaron una proteína muy importante, la proteína argonauta o ALG-1, que está altamente conservada de los gusanos a los humanos y silencia los genes innecesarios, incluidos los genescrítico para el desarrollo. Cuando el óxido nítrico secretado por las bacterias unidas a ALG-1, desarrollaron órganos reproductivos malformados y murieron. Demasiado óxido nítrico de las bacterias comandaba las proteínas silenciadoras del ADN de los gusanos e impedía el desarrollo saludable.
"Prácticamente, los animales no permitirán que esto suceda", dijo Stamler. En cambio, los autores especulan que un huésped mamífero fuera de un entorno de laboratorio se ajustará para adaptarse a los niveles cambiantes de óxido nítrico. Dijo Stamler, "El gusano podrádeje de comer las bacterias que producen el óxido nítrico, o comenzará a comer diferentes bacterias que producen menos óxido nítrico, o cambiará su entorno, o innumerables adaptaciones, pero de la misma manera, demasiado óxido nítrico producido por nuestro microbioma puede causarenfermedad o problemas de desarrollo en el feto "
El estudio se suma a una creciente evidencia de que las bacterias que viven en el intestino, determinadas por la dieta y el medio ambiente, tienen una tremenda influencia en la salud de los mamíferos. Stamler imagina que el óxido nítrico puede representar una oportunidad para manipular esta relación simbiótica. Así como los probióticos sondiseñado para mejorar la digestión, es posible inocular el intestino de una persona con bacterias para mejorar la señalización del óxido nítrico. "Ahora pienso en esto terapéuticamente, como un medicamento. Hay enormes oportunidades para manipular el óxido nítrico para mejorar la salud humana".
Si bien el óxido nítrico y la S-nitrosilación pueden ser un modo general de comunicación entre especies con amplias implicaciones para la salud, requerirá una investigación futura adicional. ¿Será el óxido nítrico el único canal de comunicación química? "Básicamente, estamos viendo una nueva apertura de campo paraestrategias generales de comunicación ", dice Stamler." Habrá otros ".
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Materiales proporcionados por Universidad Case Western Reserve . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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