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Competencia en el intestino: Una investigación de la UM sobre las bacterias del tracto digestivo llega a hallazgos sorprendentes

"Gut"-throat competition: U-M research on digestive tract bacteria yields surprising findings

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ANN ARBOR, Michigan.—Desde pequeñas aldeas en los países en desarrollo a las cocinas suburbanas de Estados Unidos las cepas peligrosas de la bacteria E. coli enferman a millones de personas cada año y matan un gran número de niños.

Una nueva investigación del Sistema de Salud de la Universidad de Michigan da a los científicos un mejor entendimiento de lo que ocurre en los intestinos de sus víctimas atribuladas por la diarrea.

Específicamente los investigadores muestran que las bacterias que habitualmente viven en nuestro tracto digestivo compiten contra las bacterias invasoras tales como la E. coli para ayudar a que nuestros cuerpos las rechacen.

También muestran que las invasoras dependen de ciertos genes para ganar una ventaja temporal en esa batalla, lo suficiente como para reproducirse y causar los síntomas que expelen a su progenie del cuerpo de forma que puedan infectar a otro huesped.

Las conclusiones, que publica la revista Science en su sitio de Internet Science Express, apuntan a posibles formas de prevención o el tratamiento de las infecciones por la E. colienterohemorrágica o enteropatogénica. Estos son los tipos de bacteria que acechan en la carne molida pero no bien cocinada, la leche no pasteurizada, el agua que se bebe pero no ha sido tratada, y las frutas o verduras contaminadas, y que pueden causar la diarrea y otros síntomas que enferman a los adultos y pueden matar a los niños vulnerables.

“En nuestras tripas viven más de mil especies de bacterias, en una población simbiótica denominada microbiata”, dijo Gabriel Núñez, el patólogo de la UM que dirigió el equipo investigador. “Estos resultados demuestran que estas bacterias, también llamadas comensales, compiten con los patógenos (las bacterias que causan la enfermedad) de una manera antes no apreciada, y que los patógenos usan un conjunto específico de genes para ganar en la competencia con las comensales antes de salir del cuerpo. El haber entendido esto nos da objetivos potenciales para la prevención y el tratamiento”.

Por ejemplo, dado que la investigación muestra que las bacterias dañinas compiten con las bacterias comensales por ciertos nutrientes que necesitan para sobrevivir, la remoción selectiva de algunos nutrientes y el fortalecimiento de otros podrían ayudar. También podría ayudar un uso más específico de los antibióticos cuando se trata a pacientes que combaten una infección de E. coli.

Núñez y el autor primero del artículo Nobuhiko Kamada, unfellow de post doctorado, hicieron los descubrimientos con su estudio de ratones a los que infectaron con C. rodentium, el equivalente entre los roedores de la dañina E. coli. El estudio incluyó ratones especialmente criados libres de gérmenes que carecían de las bacterias “buenas” en sus intestinos que albergan los ratones y humanos normales.

Núñez y Kamada son miembros del Departamento de Patología en la Escuela de Medicina de la UM y del Centro Integral del Cáncer de la UM, y el trabajo se ubica dentro de sus investigaciones más amplias sobre la forma en que la inflamación y la inmunidad desempeñan un papel en la respuesta del cuero al cáncer al igual que a las infecciones.

Nüñez es Profesor Paul H. de Kruif de Patología, así nombrada por el graduado de la UM que escribió Microbe Hunters, un libro pivotal de 1926 acerca de la historia de la investigación sobre las enfermedades infecciosas.

En el artículo el equipo añadió un nuevo capítulo al conocimiento de la forma en que las bacterias patogénicas conquistan un sitio de apoyo en el intestino –literalmente—activando genes de la virulencia que les permite adosarse a las células en la pared interna del tracto digestivo.

Esta actividad de adhesión y obliteración, como se le llama, permite que la bacteria causante de la enfermedad se adhiera íntimamente a las células que cubren el interior de los intestinos, consuma nutrientes y se reproduzca aventajando en la competencia a las bacterias naturales de los intestinos. Pero este nicho cómodo sólo dura por unos pocos días o semanas, un período durante el cual los intestinos del anfitrión se inflaman más y más a medida que el sistema de inmunidad responde al ataque. El resultado es la diarrea que, a veces, contiene la sangre que escapa del revestimiento intestinal.

Y esto, según descubrieron los investigadores, es cuando los patógenos dejan de expresar los genes de virulencia que les permitieron ganar ventaja. Se desprenden del revestimiento intestinal y se mezclan con bacterias comensales en el interior del intestino y luchan por la comida que puedan conseguir.

Si bien este retorno a la competencia significa que algunas de ellas morirán, sobrevive el número suficiente de esas bacterias como para ser expelido con las heces. Y si no existen buenos sistemas sanitarios en el lugar, las bacterias descendientes tienen una buena oportunidad de hallar un nuevo anfitrión sobre el cual cebarse.

Las mejoras en la sanidad en todo el mundo podrían prevenir las infecciones, para empezar, dijo Núñez. Pero cuando ocurre la infección con la bacteria patogénica un mejor entendimiento de la forma en que interactúa con nuestras bacterias nativas podría, eventualmente, ayudar a salvar vidas.

El equipo de Núñez trabaja con el laboratorio del microbiólogo de la UM y co autor Eric Martens para detectar las diferentes azúcares que, si se eliminan o se aumentan en la dieta, podrían debilitar los efectos patogénicos. Esto a su vez podría llevar a un mejor entendimiento de como los ninos y los adultos débiles deberian ser alimentados durante el tratamiento de la infección.

La Universidad de Michigan ha solicitado protección de patente, y está en la búsqueda de socios para la comercialización que ayuden a llevar la tecnología al mercado.

La investigación tuvo el apoyo de becas de los Institutos Nacionales de Salud, CONACYT, CIHR, la Fundación Uehara Memorial, y la Fundación de Crohn y Colitis de Estados Unidos. En el trabajo se usaron varias instalaciones de investigación básica especializadas en la Escuela de Medicina de la UM, incluido el Núcleo de Animales Libres de Gérmenes, el Laboratorio de Microscopía y Análisis de Imágenes, y el Centro de Imagen Molecular.

Referencia: Science Express – Regulated Virulence Controls the Ability of a Pathogen to Compete with the Gut Microbiata” Número de manuscrito: science1222195


Courtesy: University of Michigan

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