Durante años, los investigadores han estudiado cómo el microbioma del cuerpo impacta prácticamente en todos los aspectos de la salud humana, desde el sistema inmunológico hasta el bienestar mental. Ahora, un estudio reciente dirigido por un equipo de investigación multiinstitucional, que incluye la Universidad de Maryland, varias institucionesen Corea del Sur, y la Universidad de Purdue, arroja nueva luz sobre cómo los alimentos que comemos pueden afectar los procesos de señalización bioquímica en el microbioma intestinal.
El estudio, publicado en Avances científicos , es uno de los primeros en vincular lo que comemos, y la generación de glucosa, con un proceso de señalización bacteriana conocido como "detección de quórum". Este proceso implica la síntesis de pequeñas moléculas de señalización, llamadas autoinductores AI,que son secretadas por bacterias individuales pero sirven para coordinar sus respuestas. Una vez que el nivel de AI alcanza un umbral, que indica un "quórum" de células, las señales de AI se transportan intracelularmente, donde activan la expresión génica y permiten respuestas fenotípicas coordinadas.
Este último estudio identifica nuevos vínculos entre la actividad de detección de quórum y el metabolismo del azúcar en el intestino, utilizando AI-2, un autoinductor secretado por una amplia variedad de especies de bacterias, dijo William E. Bentley, Departamento de Bioingeniería de Fischell de la UMD BIOEy el profesor del Instituto de Investigación de Biociencias y Biotecnología IBBR. Bentley, quien también dirige el Instituto Robert E. Fischell para Dispositivos Biomédicos de la UMD, es el autor correspondiente del artículo, junto con Kyoung-Seok Ryu Instituto de Ciencias Básicas de Corea y HermanO. Sintim Universidad de Purdue.
Las bacterias usan lo que se conoce como el sistema de fosfotransferasa de azúcar dependiente de fosfoenolpiruvato PTS para la absorción de azúcares, incluyendo glucosa y fructosa. En E. coli, específicamente, la proteína fosfocarrier conocida como HPr desempeña un papel vital en la realización del azúcartransporte.
La señalización AI-2 se basa en una enzima conocida como LsrK para su fosforilación, un proceso mediante el cual las enzimas se activan para regular la función de la proteína dentro de una célula. A menudo, los procesos de señalización biológica utilizan lo que se conoce como un mecanismo de fosforilación para alterar el comportamiento.
El equipo de investigación interdisciplinario y trans-Pacífico descubrió que LsrK se une a HPr, lo que indica que la comunicación célula-célula que detecta el quórum está muy influenciada por el nivel de glucosa.
"Ya se sabía que HPr regulaba la utilización de glucosa, por lo que esta parte de la ecuación era conocida", dijo Sintim. "Pero, ahora hemos agregado que esto también regula la detección de quórum".
En pocas palabras, los hallazgos del grupo sugieren que los alimentos que comemos, y el nivel de glucosa resultante del tracto gastrointestinal, pueden afectar los tipos de señales que el microbioma encuentra y también envía a otras partes del cuerpo.
"Nuestro grupo ha estado trabajando juntos durante varios años, y nuestro objetivo a largo plazo es dilucidar las vías de comunicación molecular que rigen los procesos fisiológicos y vinculan las bacterias con las células humanas", dijo Bentley. "En biología, la transferencia de información -- y la forma en que funcionan los organismos - depende completamente de las moléculas 'comunicantes' que mueven la información de un lado a otro entre las células y los tejidos. La 'conversación' entre las bacterias y las células humanas es compleja, pero de vital importancia. Estudios como estos formarán la basepara nuevas terapias antimicrobianas, e incluso podrían dar forma a planes de dieta y regímenes de ejercicio para mejorar la salud humana ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Maryland . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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