Los investigadores de la Universidad Estatal de San Diego han encontrado una nueva forma de aprovechar los alimentos como medicina, lo que tiene implicaciones de largo alcance para controlar los microbios dañinos en nuestro intestino al tiempo que equilibra la diversidad microbiana al fomentar el crecimiento de bacterias beneficiosas.
Los alimentos que comemos comúnmente afectan nuestra microbiota intestinal. Una nueva investigación muestra que lo hacen al desencadenar la producción de bacteriófagos, virus que infectan y se replican dentro de las bacterias. Los compuestos en estos alimentos tienen un efecto antimicrobiano que hace que el fago se replique.
Los investigadores comenzaron identificando qué alimentos eran antimicrobianos, luego los analizaron antes de reducirlos a una lista corta. Al examinar las curvas de crecimiento de las bacterias, observaron que mientras las bacterias se multiplican con el tiempo, eventualmente su número se estabiliza. Sin embargo, si los fagos se activan, entonces el crecimiento bacteriano se detiene por completo y su número cae drásticamente hasta que se agotan.
Los alimentos que probaron que tenían efectos antimicrobianos incluyen miel, regaliz, stevia un sustituto del azúcar derivado de la planta de stevia, aspartamo, salsa picante, hierbas como el orégano, especias como la canela y el clavo, ruibarbos, uva ursi bayas de oso y extracto de neem. También probaron la pasta de dientes, ya que se sabe que contiene compuestos antimicrobianos. De estos, la miel, la stevia, el aspartamo, el neem y la uva ursi tuvieron el mayor impacto en desencadenar la producción de fagos.
"El microbioma está compuesto por cientos de bacterias diferentes y los fagos que albergan", dijo Lance Boling, biólogo molecular y investigador asociado de SDSU. "En realidad podríamos abordar ciertas condiciones ajustando los alimentos que consumimos, que afectarán la diversidad microbianaque a su vez influirá en la salud y las enfermedades "
"También encontramos que algunos alimentos actúan como inhibidores de fagos y podrían usarse para controlar los virus patógenos", agregó Boling.
Nuestro microbioma intestinal puede afectar la capacidad cognitiva, el metabolismo, el aumento o la pérdida de peso, nuestro estado de ánimo e incluso causar depresión. También puede causar inflamación que podría provocar cáncer, diabetes, enfermedad de Crohn y síndrome del intestino irritable. Con un análisis y planificación cuidadosos, los alimentos podrían usarse como medicamentos para corregir los desequilibrios.
"Esto muestra que podríamos esculpir el microbioma intestinal humano con compuestos dietéticos comunes", dijo Forest Rohwer, un ecólogo microbiano de SDSU y pionero de la investigación en virómica. "La capacidad de matar bacterias específicas, sin afectar a otros, hace que estos compuestos sean muy interesantes."
Boling trabaja en la investigación de microbiomas en el laboratorio de Rohwer. Sus hallazgos se publicarán el 13 de enero microbios intestinales .
identificación de desencadenantes de fagos
Cuando los fagos se replican, matan la célula huésped y salen al medio ambiente, lo que puede conducir a un efecto en cascada donde infectan las células bacterianas a su alrededor. Cada célula bacteriana que estalla, cuando el fago crece dentro de ellas, puede tener cientos denuevos fagos que emergen. Cuando se liberan en el microbioma, si hay más bacterias presentes, continuarán infectando las bacterias.
"No hay muchos desencadenantes químicos conocidos, y queríamos encontrar estos inductores de 'profago', o lo que hace que el ADN del fago se desprenda y se replique", dijo Boling.
Una vez que los investigadores eligieron alimentos con efectos antimicrobianos conocidos y percibidos, seleccionaron bacterias representativas de los dos principales filamentos intestinales Bacteroidetes y Firmicutes incluidas las cepas de bacterias patógenas y beneficiosas. Redujeron los compuestos alimenticios a 28 de 117 candidatos en los que llevaron a cabo el ensayo de inducción de profagia. El crecimiento bacteriano se observó con y sin compuestos alimenticios, para comparar. Las muestras se procesaronusando citometría de flujo, un método sensible para detectar partículas tan pequeñas como los virus.
aplicaciones futuras
Si bien otros estudios se han centrado en aumentar la abundancia de fagos terapéuticos, esta investigación va más allá para explorar el efecto reductor de 117 alimentos, aditivos químicos y extractos de plantas comúnmente consumidos en el crecimiento y la capacidad de producción de fagos de las bacterias intestinales comunes.
Este enfoque reductivo es "similar a arrancar las malas hierbas de un jardín para que las plantas más deseables tengan espacio para crecer", explicó Boling, de ahí el término "paisajismo" del intestino.
Por el contrario, el consumo excesivo de alimentos antimicrobianos de amplio espectro podría contribuir a los mismos estados metabólicos correlacionados con la baja diversidad intestinal que puede producir la administración de medicamentos antibióticos. La comprensión y la utilización adecuadas de estos compuestos alimentarios podrían ayudar en el tratamiento oprevención de afecciones asociadas con desequilibrios intestinales y promueve la salud en general.
"Estamos entusiasmados por encontrar más inductores de prophage y determinar los mecanismos moleculares por los que funcionan", dijo Rohwer. "Probablemente hay miles de compuestos que serían útiles para eliminar las bacterias no deseadas".
Los investigadores recomiendan que los alimentos que se encuentran como inductores de fago se estudien más a fondo para dilucidar sus mecanismos moleculares. Si bien la importancia de los fagos y el hecho de que son la entidad biológica más prolífica en la biosfera está bien establecida, poco se sabe sobrelos desencadenantes que causan que las bacterias produzcan fagos y los liberen al medio ambiente. El esclarecimiento de estos mecanismos aumentará nuestra comprensión de cómo las bacterias y los fagos dan forma a los ecosistemas que pueblan.
Esta investigación fue financiada por los Institutos Nacionales de Salud.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de San Diego . Original escrito por Padma Nagappan. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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