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Comprender cómo nuestro microbioma intestinal se comunica con nuestro sistema inmunológico

Redacción por Redacción
29 de octubre de 2021
en Nano y Biomedicina
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Comprender cómo nuestro microbioma intestinal se comunica con nuestro sistema inmunológico
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Un equipo internacional de científicos ha identificado una nueva conexión entre ciertas moléculas producidas por el microbioma y la función de una proteína que afecta la inflamación intestinal.

Este hallazgo acerca a los investigadores de la Universidad de Bath y la Facultad de Medicina Chan de la Universidad de Massachusetts (UMass Chan) a comprender cómo un buen equilibrio de microbios en nuestro intestino está relacionado con el sistema inmunológico del cuerpo y la salud intestinal. También plantea la posibilidad de nuevos tratamientos que se encontró para administrar debilitante enfermedades inflamatorias del intestino, tales como colitis ulcerosa y de Crohn enfermedad .

Las dos clases de moléculas identificadas por los autores del estudio son los ácidos grasos de cadena corta y los ácidos biliares secundarios. Los investigadores no han establecido exactamente cómo estas moléculas influyen en la producción de P-gp. Planean examinar el papel que juegan estas moléculas en la regulación de genes y proteínas en trabajos futuros.

Ambas moléculas existen en el intestino en cantidades saludables solo cuando ciertos microbios reciben las condiciones adecuadas para prosperar en el microbioma. Estos microbios contribuyen a la digestión de elementos alimenticios, como la fibra y las verduras de hoja verde. Los hallazgos de los investigadores respaldan el creciente banco de evidencia de que la salud del microbioma de una persona y, por lo tanto, su bienestar general, está estrechamente relacionada con la dieta.

El microbioma intestinal difiere de una persona a otra, pero en general, se sabe que un equilibrio apropiado de microbios clave está relacionado con un intestino sano. Este equilibrio puede verse alterado por cambios en la dieta. En particular, una dieta occidental rica en azúcares simples y grasas, y baja en proteínas de origen vegetal, se ha asociado con una disminución en las cantidades de bacterias en el intestino que producen ácidos grasos de cadena corta y ácidos biliares secundarios.

La proteína que hace que el intestino le hable al sistema inmunológico

La glicoproteína P (P-gp), la proteína estudiada en este trabajo, permite que el intestino se comunique con el sistema inmunológico a través de la pared intestinal.

Durante algunos años, esta proteína ha sido motivo de preocupación en la investigación del cáncer debido a su capacidad para bombear medicamentos de quimioterapia fuera de las células cancerosas, lo que reduce la capacidad de los medicamentos para combatir los tumores. Sin embargo, el mismo mecanismo que hace que la P-gp sea problemática en el tratamiento de ciertos cánceres la hace beneficiosa para ayudar al intestino a mantener la homeostasis, es decir, un estado de equilibrio en el que la inflamación crónica se reduce.

Durante los últimos 10 años, los científicos han sabido que a través de su acción de bombear sustancias extrañas, incluidas las toxinas, la P-gp desempeña un papel fundamental en la protección de la superficie del intestino. Los altos niveles de proteína se correlacionan con un intestino sano. En enfermedades inflamatorias, como la enfermedad inflamatoria intestinal, la expresión de P-gp parece estar reducida.

Sin embargo, a pesar de la comprensión del papel de la P-gp, hasta ahora se desconocen los mecanismos que controlan su expresión y regulación. Los hallazgos del nuevo estudio, combinados con trabajos anteriores en UMass Chan, explican cómo el microbioma puede afectar la expresión de P-gp. Esto brinda información importante sobre un aspecto clave del microbioma y cómo regula la salud y la enfermedad en el intestino.

Enfermedad inflamatoria intestinal

En una investigación anterior, el equipo de científicos de los EE. UU. Y el Reino Unido demostró que la P-gp libera compuestos antiinflamatorios en el intestino. Estas moléculas, conocidas como endocannabinoides, son químicamente similares al cannabis pero son producidas por el cuerpo humano y son clave para mantener bajo control la inflamación intestinal. Si estos endocannabinoides se reducen o no están presentes, la inflamación puede estallar. Las moléculas identificadas en el nuevo estudio inducen a la P-gp a liberar esas importantes moléculas endocannabinoides.

La investigación, dirigida por el estudiante de posgrado Sage Foley y la profesora Beth McCormick en UMass Chan en colaboración con el estudiante de posgrado Merran Dunford y el profesor Randy Mrsny del Departamento de Farmacia y Farmacología de Bath, se basa en investigaciones previas del equipo que demostraron cómo el anti- La vía inflamatoria de la P-gp se equilibra constantemente con un proceso proinflamatorio. Estas vías opuestas se comunican para mantener el intestino sano: en ausencia de una infección, la vía antiinflamatoria de la P-gp está activa para suprimir la inflamación innecesaria, mientras que la vía proinflamatoria está lista para lanzar una respuesta inmune para proteger contra la infección intestinal. infección.

En enfermedades inflamatorias, como la enfermedad inflamatoria intestinal, este equilibrio no se gestiona correctamente.

Los hallazgos del equipo brindan nuevas y emocionantes oportunidades para el manejo de enfermedades inflamatorias intestinales. Los posibles tratamientos futuros podrían incluir la administración de bacterias específicas o productos bacterianos al intestino de una persona, o cambios en la dieta que apoyarían a un microbioma para promover o mantener la expresión de P-gp en el intestino, protegiendo así contra la inflamación no deseada.

La enfermedad inflamatoria intestinal está relacionada con la genética y las condiciones ambientales que incluyen (pero no se limitan a) la dieta, el ejercicio, el estilo de vida y el uso de antibióticos. La colitis ulcerosa, la forma más común de enfermedad inflamatoria intestinal en todo el mundo, es una enfermedad crónica debilitante sin cura. Los síntomas incluyen dolor abdominal, calambres severos, diarrea persistente o estreñimiento, pérdida de peso e inflamación intestinal severa. Si bien los tratamientos actuales pueden reducir la inflamación y los síntomas, hoy en día no hay nada disponible para tratar la enfermedad subyacente.

Dunford dijo que «el resultado de esta investigación es que ahora conocemos las moléculas específicas producidas por las bacterias del microbioma que están vinculadas a la P-gp y, por lo tanto, a un intestino sano. Estas moléculas trabajan en conjunto para estimular el aumento de la P-gp la liberación de moléculas endocannabinoides, que suprimen la inflamación intestinal «.

La Sra. Foley agregó que «estamos emocionados de descubrir que no solo existe un vínculo entre el microbioma intestinal y la regulación de la P-gp en el intestino, sino que dos clases de moléculas microbianas realmente trabajan juntas para desencadenar la expresión de la P-gp».

«Esto destaca la importancia de una comunidad microbiana central en funcionamiento para tener el máximo impacto en el cuerpo humano. . Aunque incluso dentro de un individuo la abundancia relativa de microbios puede fluctuar, estamos comenzando a comprender la importancia de nutrir a la comunidad microbiana en su conjunto. Aunque todavía hay mucho por explorar, sospechamos que esto puede ser posible mediante cambios en la dieta o mediante la administración de grupos de microbios «.

Al comentar sobre la investigación, Ruth Wakeman, directora de servicios, defensa y evidencia de Crohn’s & Colitis UK, dijo que «dan la bienvenida a la investigación que ayude a aumentar la comprensión de cómo los factores ambientales, la dieta y los microorganismos intestinales pueden influir en afecciones como la enfermedad de Crohn y la colitis. Espero que investigaciones como esta conduzcan a métodos nuevos y mejorados para manejar las condiciones en el futuro «.

La investigación fue publicada en Microbiome .


Más información: Sage E. Foley et al, Regulación de la microbiota intestinal de la glicoproteína P en el epitelio intestinal en el mantenimiento de la homeostasis, Microbioma (2021). DOI: 10.1186 / s40168-021-01137-3
Proporcionado por la Universidad de Bath
Etiquetas: microbioma intestinalSistema inmunológico
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