Una nueva investigación de la Universidad Estatal de Carolina del Norte revela que las bacterias probióticas Lactobacillus usan enzimas situacionalmente para manipular los ácidos biliares y promover su propia supervivencia en el intestino. Estos hallazgos aclaran aún más la complicada relación entre los ácidos biliares y las bacterias intestinales y eventualmente podrían permitir a los investigadores diseñarlactobacilos con propiedades terapéuticas, creando así un entorno intestinal más saludable.
Los ácidos biliares son actores clave en la digestión y la salud intestinal en general. Producidos en el hígado y liberados después de comer, estos ácidos no solo descomponen el colesterol y ayudan a regular la absorción de grasas, sino que también tienen un gran impacto en los tipos de bacterias que colonizan elintestino.
A medida que los ácidos biliares se mueven a través del intestino, inicialmente se modifican químicamente mediante la adición de un aminoácido frecuentemente glicina o taurina, creando una reserva compleja de ácidos biliares "conjugados". Algunas bacterias intestinales tienen enzimas, llamadas sal biliar hidrolasas BSH, que puede escindir o "desconjugar" estos aminoácidos de los ácidos biliares, lo que permite que otras bacterias transformen aún más los ácidos biliares a medida que continúan a través del colon. Estas transformaciones afectan la toxicidad de los ácidos biliares, lo que a su vez afecta la capacidad dediferentes bacterias para sobrevivir en el intestino.
"La supuesta relación era que las bacterias probióticas como Lactobacillus tienen BSH que simplemente desconjuga el ácido biliar, haciéndolo menos tóxico y permitiendo que la bacteria sobreviva", dice Casey Theriot, profesor asociado de enfermedades infecciosas en NC State y coautor correspondientede un artículo que describe el trabajo ". Pero la realidad es mucho más compleja: estas enzimas son más específicas de lo que pensamos. Dependiendo de qué BSH esté allí y sobre qué ácido biliar actúa, puede moldear el intestino de diferentes maneras,haciéndolo más o menos hospitalario para bacterias o patógenos ".
"La interacción entre la bilis y las bacterias tiene un gran impacto en su capacidad para vivir, prosperar o morir en un entorno muy competitivo", dice Rodolphe Barrangou, Todd R. Klaenhammer Distinguished Professor in Probiotics Research en NC State y coautor correspondientedel trabajo. "Así que nos propusimos investigar más a fondo esa relación".
Theriot, Barrangou y Matthew Foley, investigador postdoctoral en NC State y primer autor del artículo, realizaron experimentos in vitro e in vivo para determinar cómo y si los BSH reducían la toxicidad de los ácidos biliares. Primero, observaron el crecimientode dos cepas de Lactobacillus en presencia de diferentes ácidos biliares y se sorprendieron al descubrir que la glicina o taurina conjugadas desempeñaban un papel importante en la determinación de la toxicidad de un ácido biliar determinado. Luego, los BSH se aislaron y estudiaron bioquímicamente para determinar si eranmás o menos activas sobre sales biliares específicas, y si podrían afectar la supervivencia de los lactobacilos cuando se cultivan en presencia de ácidos biliares.
Descubrieron que la toxicidad de los ácidos biliares no dependía simplemente de si el ácido biliar estaba conjugado o desconjugado por un BSH; más bien, las relaciones dependían del tipo de ácido biliar, las bacterias sobre las que actuaba y qué BSH estaba presente.
"Cuando modificamos la composición de BSH de estas cepas de Lactobacillus, también se alteró su tolerancia a los ácidos biliares y, por lo tanto, su aptitud competitiva", dice Barrangou. "Estas enzimas de BSH tienen diversas propiedades. Las bacterias recogen y liberan enzimas con regularidad -- a veces recogen enzimas que los ayudarán a sobrevivir hacen que el ácido biliar sea menos tóxico o podrían recoger una enzima que perjudicará la competencia.
"Entonces, la relación entre bacterias, BSH y ácidos biliares no es solo uno a uno. Este conocimiento podría ayudarnos a diseñar estrategias para mejorar la salud humana al extender la vida útil de microbios beneficiosos o prevenir la colonización de patógenos"
"Si vamos a intentar diseñar la microbiota intestinal en el futuro, realmente tenemos que comprender a todos los actores bacterias, enzimas y ácidos biliares y sus relaciones situacionales", dice Theriot. "Este trabajo esun gran primer paso en esa dirección ".
"Los BSH son solo una herramienta que utilizan los lactobacilos para adaptarse a la vida dentro del tracto intestinal competitivo". Foley dice. "Nuestro trabajo futuro ampliará nuestro conocimiento de la bilis modificada por bacterias y sus consecuencias para nuestra salud".
La obra aparece en Actas de la Academia Nacional de Ciencias , y fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud subvención P30 DK034987 y DuPont Nutrition and Health.
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Carolina del Norte . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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