Cientos de miles de bebés en todo el mundo mueren cada año por infecciones que afectan su sistema digestivo, incluidas las causadas por Salmonella y E. coli bacterias. Millones más se enferman.
¿Podría la diferencia en la supervivencia no venir de sus sistemas inmunes inmaduros, sino de la mezcla de bacterias que crecen en sus intestinos diminutos?
Una nueva investigación en ratones ofrece evidencia de que algunas de esas bacterias se llaman Clostridia - proporciona protección clave contra la infección, además de ayudar a digerir los alimentos. Pero también muestra que los ratones recién nacidos más jóvenes no tienen Clostridia sin embargo, haciéndolos los más vulnerables a las bacterias invasoras similares a los patógenos que enferman a tantos bebés humanos.
Los hallazgos, realizados en la Facultad de Medicina de la Universidad de Michigan y publicados en ciencia , podría señalar el camino hacia nuevos enfoques para proteger a los bebés humanos.
"Cualquier padre sabe que los recién nacidos son muy susceptibles a las infecciones en el primer año de vida, incluidas las infecciones entéricas o intestinales", dice Gabriel Nunez, MD, autor principal del estudio y profesor de patología de la UM ". Este trabajo sugiere quela falta de bacterias protectoras en la microbiota intestinal es un mecanismo para esa susceptibilidad, quizás más que la edad del sistema inmune ".
Núñez y sus colegas, incluidos los primeros autores y becarios de investigación Yun-Gi Kim, Ph.D. y Kei Sakamoto MD, Ph. D., comenzaron con una pizarra en blanco: ratones criados en un ambiente libre de gérmenes en la UM.
Sin bacterias intestinales naturales propias, los ratones ofrecieron una oportunidad única de ver los efectos de los microbios trasplantados de ratones normales de diferentes edades, y probar la vulnerabilidad a la infección. Los investigadores también utilizaron técnicas avanzadas de análisis de ADN que les permitierondetectar los tipos y cantidades de bacterias en las tripas de ratones.
El resultado final de sus experimentos: en algún momento del período alrededor del destete de los ratones de la leche materna a los alimentos sólidos Clostridia las bacterias comienzan a crecer en el intestino y trabajan para prevenir el crecimiento de dos formas de bacterias que causan enfermedades.
Una serie de experimentos
Núñez, Kim, Sakamoto y sus colegas llevaron a cabo una cuidadosa serie de experimentos utilizando ratones libres de gérmenes, tanto recién nacidos como adultos, y muestras de microbios intestinales tomados de las heces de niños de 4 días, 12 días y 16ratones normales de un día.
Descubrieron que las muestras de los ratones normales más viejos tenían la mayor diversidad de sus microbios intestinales, incluido Clostridia y la bacteria Bacteroides no se ve en los ratones más jóvenes que todavía se alimentan completamente de la leche materna.
Primero, le dieron a los ratones libres de gérmenes un trasplante de bacterias de ratones normales de 4 o 16 días, y luego los expusieron a una cepa de Salmonella que puede infectar el intestino pero no extenderse por todo el cuerpo. La mitad de los ratones que recibieron los microbios de 4 días murieron, pero ninguno de los que tenían microbios de 16 días lo hizo.
Lo intentaron de nuevo con Citrobacter rodentium - una cepa de bacterias similar a la E. coli cepas que enferman a los humanos. Los ratones libres de gérmenes con microbios trasplantados de 4 días se enfermaron y muchos murieron. Pero cuando los investigadores agregaron bacterias de ratones normales de 16 días, la cantidad de C. rodentium en las tripas de los ratones supervivientes cayó.
A continuación, los investigadores analizaron lo que sucedió con los ratones libres de gérmenes que recibieron microbios de un ratón recién nacido, pero con dosis adicionales de ambos Clostridia o bacterias Bacteroides añadidas. Expusieron grupos de estos ratones a C. rodentium - y descubrió que solo los ratones dados Clostridia pudieron resistir las infecciones. Noventa por ciento de los ratones que obtuvieron más Clostridia , entonces Salmonella , todavía estaban vivos después de una semana, en comparación con el 50 por ciento de los que no lo habían recibido.
desde E. coli y Salmonella también afecta a adultos, los investigadores probaron lo que sucedió cuando ratones adultos normales recibieron vancomicina, un antibiótico que mata selectivamente bacterias como Clostridia y Bacteroides. Ambos C. rodentium y Salmonella floreció en estos ambientes.
Para ver qué papel desempeñaba el sistema inmunitario del cuerpo en la lucha contra la infección, en comparación con los microbios intestinales, el equipo también estudió dos cepas de ratones que tienen un sistema inmunitario deteriorado. Criado en un ambiente libre de gérmenes y luego se le dio un trasplante de intestinomicrobios de un ratón normal de cuatro días, estos ratones aún pudieron resistir Salmonella infección sin ninguna ayuda de su sistema inmunitario, pero solo cuando recibieron una dosis de agregado Clostridium primero
Finalmente, los investigadores analizaron el impacto de agregar succinato, una sal que las bacterias amantes del oxígeno en el intestino producen como subproducto, en el agua potable de ratones libres de gérmenes con microbios de 4 días que habían recibido más Clostridia .
Estos ratones lucharon Salmonella infección aún mejor, lo que sugiere que el anaeróbico Clostridia se alimentan de los productos de desecho de las bacterias aeróbicas que florecen en las tripas de los recién nacidos.
Núñez y sus colegas ya están trabajando en nuevas investigaciones sobre el papel de Clostridia en defensa contra infecciones intestinales. Quieren determinar qué cepas de Clostridia - y hay muchos - tienen el mayor efecto.
También están analizando el papel de la leche materna para establecer un microbioma intestinal del recién nacido y transmitir protección contra la infección, así como la transición a alimentos sólidos que pueden llevar microbios al intestino del recién nacido desde el mundo exterior. Y quierenpara probar si otros componentes del microbioma protegen contra otros patógenos.
"Normalmente, adquirimos Clostridia tensiones en nuestras entrañas cuando comenzamos a comer sólidos, pero este trabajo sugiere una ventana de vulnerabilidad a los patógenos entéricos en las primeras etapas de la vida ", dice Núñez, quien tiene la cátedra Paul deKruif en patología y es miembro del ejecutivocomité para la Iniciativa de Microbioma Anfitrión de la Facultad de Medicina de la UM. Señala que la investigación hubiera sido imposible sin la instalación de ratones libres de gérmenes de la Facultad de Medicina.
Él dice que si el papel protector de agregado Clostridia para los recién nacidos confirmados en estudios adicionales en animales, podría ser posible proponer un ensayo clínico en humanos para probar una combinación de cepas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Medicina de Michigan - Universidad de Michigan . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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