Los científicos han desenredado un circuito sensorial en gusanos que les permite elegir gastar energía en defensa propia o confiar en la ayuda de bacterias cercanas, según un nuevo estudio eLife revela
El documento describe un novedoso circuito sensorial que, si también se conserva en humanos, podría usarse para activar mecanismos de defensa y mejorar la salud y la longevidad.
Todas las bacterias, hongos, plantas y animales excretan peróxido de hidrógeno como arma. En defensa, las células usan enzimas llamadas catalasas para descomponer el peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno. Pero no se sabe si este mecanismo está coordinado entre las diferentes células.
"Especulamos que coordinar estas defensas de las células de peróxido de hidrógeno basadas en señales ambientales sería beneficioso porque ahorraría el costo energético de la protección", explica la autora principal Jodie Schiffer, estudiante graduada de la Northeastern University, Boston, EE. UU. "el gusano Caenorhabditis elegans para estudiar si el cerebro desempeña un papel en esta coordinación mediante la recopilación e integración de información del entorno ".
Schiffer y su equipo encontraron 10 clases diferentes de neuronas sensoriales en los gusanos que podían controlar positiva o negativamente la resistencia al peróxido. Entre ellas había un par de neuronas que perciben el sabor y la temperatura y causaron el mayor aumento en la resistencia al peróxido, lo que el equipo decidiópara estudiar más a fondo
Para determinar cómo las neuronas transmiten mensajes para decirle al gusano que cambie sus mecanismos de defensa de peróxido, el equipo se propuso identificar las hormonas involucradas. Descubrieron que cuando los gusanos carecían de una hormona llamada DAF-7, duplicaba la resistencia al peróxido.Como proceso de eliminación génica, establecieron que las neuronas liberan DAF-7, que a su vez transmite señales a través de una vía de comunicación conocida, a través de células llamadas interneuronas, para coordinarse con los sistemas de defensa en el intestino..
Como los gusanos pueden estar expuestos a los peróxidos a través de los alimentos, y aquellos con hormonas DAF-7 defectuosas tienen defectos de alimentación, el equipo luego exploró si la alimentación afecta directamente las defensas del peróxido. Colocaron gusanos que nunca habían estado expuestos a los peróxidos en placas de Escherichia coliE. coli, su bocadillo preferido, y luego midieron la resistencia al peróxido. Descubrieron que los gusanos cultivados en placas con la mayor cantidad de E. coli eran más resistentes a los peróxidos. Por el contrario, los gusanos cultivados sin E. coli durante solo doslos días tuvieron una caída de seis veces en la resistencia al peróxido. Los gusanos con una mutación que ralentiza su alimentación también tuvieron una menor resistencia al peróxido. En conjunto, estos resultados sugieren que la presencia de E. coli era importante para la resistencia al peróxido.
Para probar esto, analizaron si la bacteria puede proteger a los gusanos de los efectos letales de los peróxidos. Exponieron a los gusanos a altas cantidades de peróxido de hidrógeno que normalmente los matarían. En presencia de una E. coli mutante que no puede producir ella enzima catalasa que degrada el peróxido de hidrógeno, los gusanos fueron asesinados, mientras que en presencia de E. coli de tipo salvaje, fueron protegidos.
"Hemos identificado un circuito sensorial en el cerebro del gusano que los ayuda a decidir cuándo es apropiado usar sus propias defensas y cuándo es mejor cargar libremente la protección brindada por otros en el medio ambiente", concluye el autor principal Javier Apfeld,Profesor asistente en la Northeastern University. "Debido a que la percepción sensorial y las catalasas también determinan la salud y la longevidad en otros animales, es posible que la modulación sensorial sea un enfoque prometedor para activar los sistemas de defensa que podrían mejorar la salud y aumentar la esperanza de vida".
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Materiales proporcionado por eLife . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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