Definición de un microbioma saludable
Cultivo de Escherichia coli que crece en un medio nutritivo especial. Crédito: Alexandra von Strempel, Max von Pettenkofer-Institut
En un nuevo estudio, Brbel Stecher y su equipo de LMU han demostrado que, dependiendo de la composición del microbioma, la bacteria E. coli puede prevenir infecciones por cepas de Salmonella.
Cada individuo alberga un microbioma específico, que es diferente al de cualquier otro. Cada uno está compuesto por diversas especies bacterianas, fúngicas y virales, que se encuentran en todas las superficies del cuerpo, la piel, las membranas mucosas y particularmente en el tracto gastrointestinal. Además, el microbioma tiene una enorme influencia en el sistema inmunitario, el sistema endocrino y el metabolismo de sus huéspedes.
Brbel Stecher es profesor de Microbiología Médica e Higiene en el Instituto Max von Pettenkofer de la LMU de Múnich y miembro del Centro Alemán para la Investigación de Infecciones (DZIF). Su investigación se centra en el papel del microbioma intestinal en el control de infecciones. En su último estudio, cuya primera autora es la estudiante de doctorado Claudia Eberl, su equipo se propuso definir qué necesita un microbioma saludable para derrotar efectivamente a un patógeno invasivo. En este caso, preguntaron si la especie bacteriana Escherichia coli (E. coli) puede brindar protección contra la infección con especies de Salmonella patógenas para humanos. Muchas personas conocen el lado negativo de E. coli, ya que cepas específicas de la bacteria pueden causar enfermedades como diarrea, sepsis e incluso cáncer. Pero hay muchas cepas benignas de E. coli. La mayoría de estos colonizan a los individuos durante o poco después del nacimiento y contribuyen al establecimiento de una interacción microbiana-huésped equilibrada. Stecher y su grupo de investigación ahora han investigado cómo estas cepas protegen a sus huéspedes contra la infección por Salmonella.
La importancia de la cooperación
Resulta que el factor crítico es la competencia entre especies por los recursos. «Descubrimos que, en particular, la competencia por una variedad de azúcares en el tracto gastrointestinal puede explicar el fracaso de Salmonella para colonizar el intestino», explica Stecher. Para causar una infección, las bacterias patógenas deben encontrar un nicho apropiado dentro del intestino, que les proporcione las fuentes de carbono, como ciertos azúcares, que necesitan para replicarse. Sin embargo, la competencia por las fuentes de carbono en el intestino es feroz. «Si la E. coli comensal consume todos los sustratos de azúcar, sin dejar nada atrás para la Salmonella, el riesgo de infección se reduce considerablemente», dice Stecher.
Sin embargo, para excluir efectivamente la Salmonella, la E. coli generalmente necesita ayuda. El nuevo estudio también muestra que E. coli no siempre está en condiciones de prevenir infecciones causadas por Salmonella. «Si la complejidad del microbioma es demasiado baja, sus miembros no pueden consumir todos los sustratos de azúcar de los que dependen las cepas de Salmonella, y esto abre oportunidades para que el patógeno se establezca». Stecher y sus colegas, por lo tanto, concluyeron que E. coli necesita aliados. Y continuaron identificándolos como especies de Lachnospiraceae. Este grupo de bacterias anaerobias también se encuentra a menudo en el intestino humano y sus miembros también pueden metabolizar varios azúcares.
La estrategia de investigación
«Usando consorcios bacterianos sintéticos, pudimos construir un microbioma modelo», explica Stecher. Este microbioma estaba compuesto por 12 especies bacterianas, todas las cuales se encuentran en el intestino murino sano. Esta combinación de especies se introdujo luego en ratones libres de gérmenes, que posteriormente se infectaron con Salmonella. Descubrieron que, en ausencia de Lachnospiraceae, E. coli no pudo prevenir la infección por Salmonella. «Esto refuerza nuestra conclusión de que una combinación de competencia por fuentes de carbono e interacciones complejas entre especies bacterianas puede proteger al huésped contra infecciones bacterianas», dice Stecher.
Para traducir estos hallazgos a los humanos, Brbel Stecher planea trabajar con consorcios bacterianos encontrados en el microbioma intestinal humano. «En algún momento, nuestro trabajo podría ayudar a desarrollar tratamientos, como cócteles de bacterias probióticas que respalden el mantenimiento de un microbioma saludable».
Explore más
Dosis mínima con efecto máximo Más información: Claudia Eberl et al, E.coli mejora la resistencia a la colonización contra Salmonella Typhimurium al competir por el galactitol, una fuente de carbono limitante dependiente del contexto , Huésped celular y microbio (2021). DOI: 10.1016/j.chom.2021.09.004 Información de la revista: Cell Host & Microbe
Proporcionado por Ludwig Maximilian University of Munich Cita: Definición de un microbioma saludable ( 2021, 5 de octubre) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-10-healthy-microbiome.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.