Los científicos saben desde hace tiempo que las bacterias en los intestinos, también conocidas como microbiomas, realizan una variedad de funciones útiles para sus huéspedes, como descomponer la fibra dietética en el proceso digestivo y producir vitaminas K y B7.
Sin embargo, un nuevo estudio revela otro papel útil que desempeña el microbioma. Un equipo de investigadores de la Universidad de Brown descubrió que en los ratones, el microbioma intestinal regula el sistema inmunitario del huésped, de modo que en lugar de que el sistema de defensa del huésped ataque estas bacterias útiles, ellas bacterias pueden coexistir pacíficamente con el sistema inmune.
¿Cuál es el truco para el trabajo del microbioma con el sistema inmune? Vitamina A: la bacteria modera los niveles activos de vitamina A en el intestino, protegiendo el microbioma de una respuesta inmune hiperactiva.
Esa idea puede resultar importante para comprender y tratar las enfermedades autoinmunes e inflamatorias, dijo Shipra Vaishnava, profesora asistente de microbiología molecular e inmunología en Brown.
"Muchas de estas enfermedades se atribuyen al aumento de la respuesta inmune o la activación inmune, pero hemos encontrado una nueva forma en que las bacterias en nuestro intestino pueden amortiguar la respuesta inmune", dijo Vaishnava. "Esta investigación podría ser fundamental para determinar las terapiasen el caso de enfermedades autoinmunes como la enfermedad de Crohn u otras enfermedades inflamatorias del intestino, así como la deficiencia de vitamina A ".
El estudio fue publicado el martes 18 de diciembre en la revista inmunidad .
Microbiomas de ratones y hombres
El microbioma intestinal es un ecosistema formado por 100 billones de bacterias que han evolucionado para vivir en las condiciones especiales de los intestinos, dijo Vaishnava. La gran mayoría de estas bacterias no dañan a sus anfitriones, sino que son útiles. Un microbioma saludable, solocomo un bosque saludable, tiene muchas especies coexistiendo juntas y puede defenderse de intrusos hostiles, como bacterias que causan enfermedades o especies invasoras.
Tanto en humanos como en ratones, los Firmicutes y Bacteroidetes phyla comprenden la mayoría de la comunidad microbiana intestinal. Para desempeñar su papel en la regulación del sistema inmune de sus anfitriones, las bacterias en el microbioma ajustan los niveles de una proteína responsable delLos investigadores encontraron que la conversión de vitamina A a su forma activa en el tracto gastrointestinal de sus huéspedes
El equipo de Vaishnava descubrió que las bacterias Firmicutes, particularmente los miembros de la clase Clostridia, reducen la expresión de una proteína dentro de las células que recubren los intestinos. La proteína, la retinol deshidrogenasa 7 Rdh7 convierte la vitamina A en la dieta en su forma activa, el ácido retinoico, Dijo Vaishnava. La bacteria Clostridia, común tanto en ratones como en hombres, también promueve un mayor almacenamiento de vitamina A en el hígado, encontró el equipo.
Vaishnava espera que los hallazgos sean generalizables a las interacciones entre el microbioma humano y sus anfitriones también.
Los ratones diseñados genéticamente para no tener Rdh7 en sus células intestinales tienen menos ácido retinoico en el tejido intestinal, como esperaban los investigadores. Específicamente, los intestinos de los ratones diseñados tenían menos células inmunes que producen IL-22, una señal celular importante quecoordina la respuesta antimicrobiana contra las bacterias intestinales. Otros componentes del sistema inmunitario, como las células con inmunoglobulina A y dos tipos de células T, son los mismos que en los ratones estándar, lo que sugiere que Rdh7 solo es esencial para la regulación de la respuesta antimicrobiana, dijo Vaishnava.
Los investigadores no saben exactamente cómo se suprime Rdh7, pero se sabe que las bacterias Clostridia producen ácidos grasos de cadena corta que cambian la expresión del gen del huésped. Como siguiente paso en su investigación, el equipo estudiará cómo las bacterias regulan la expresión de Rdh7, incluido el examenvarios ácidos grasos de cadena corta, dijo Vaishnava.
Además, el equipo llevará a cabo una investigación para comprender por qué la supresión de Rdh7 es crítica. Están trabajando para diseñar genéticamente ratones para que siempre expresen Rdh7 en sus células intestinales. Vaishnava quiere ver cómo esto afecta el microbioma del ratón y si esto conduce a algúninflamación o enfermedades autoinmunes similares a las de los ratones. También explorarán los impactos del aumento del almacenamiento de vitamina A en el hígado debido a la regulación de la bacteria Rdh7, dijo Vaishnava.
Ayudando a la salud humana
Los investigadores dicen que comprender cómo las bacterias regulan las respuestas del sistema inmune podría ser importante para desbloquear las claves de trastornos como la enfermedad de Crohn.
Los datos de estudios clínicos han demostrado que la inflamación en el intestino es el resultado de interacciones interrumpidas entre un huésped y su microbioma intestinal, dijo Vaishnava.
"El papel de la vitamina A en la inflamación depende del contexto y es muy difícil de separar", dijo Vaishnava. "Un cambio en el estado de la vitamina A y los genes metabólicos de la vitamina A coincide con enfermedades inflamatorias del intestino, pero no sabemossi esto promueve la inflamación o no. Esperamos que agregar nuestro hallazgo, que las bacterias pueden regular cómo se metaboliza o almacena la vitamina A en el intestino, podría ayudar a aclarar por qué el campo está viendo lo que está viendo ".
Estos hallazgos también podrían proporcionar pistas sobre la importancia del microbioma para abordar la deficiencia de vitamina A, un problema que prevalece particularmente en África y el sudeste asiático.
La deficiencia de vitamina A afecta aproximadamente a un tercio de los niños menores de cinco años, según la Organización Mundial de la Salud OMS. La deficiencia de vitamina A debilita el sistema inmunitario y aumenta el riesgo de enfermedades infecciosas. La OMS ha estado proporcionando riesgosniños con suplementos de vitamina A durante los últimos 25 años, pero no ha tenido el éxito esperado, según Vaishnava. Este estudio muestra que las bacterias son una gran parte de la absorción y almacenamiento de vitamina A y tal vez los niños necesiten tener la combinación correctade bacterias en el intestino para que los suplementos de vitamina A sean más efectivos, agregó.
"Tanto nuestra dieta como las bacterias en nuestro intestino están críticamente vinculadas en la regulación de cómo se comportan nuestras células inmunes", dijo Vaishnava. "Encontrar cuáles son esos vínculos a nivel molecular es importante para descubrir cómo podríamos usar dieta o bacterias, o ambos juntos, para tener un efecto terapéutico en enfermedades inflamatorias o infecciosas ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Brown . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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