Vínculo entre inflamación intestinal y microbioma
Imagen microscópica de tejido intestinal. Verde: células epiteliales que producen HK2. Rojo: bacterias dentro del intestino. Crédito: Saskia Weber-Stiehl, IKMB, Universidad de Kiel
Alrededor de 500 a 1000 tipos diferentes de bacterias, hongos y otros microorganismos colonizan nuestros intestinos. Todos ellos juntos forman el microbioma intestinal. Como sabemos ahora, estos microbios juegan un papel importante en el mantenimiento de la salud. Esto es especialmente evidente cuando la composición del microbioma se desequilibra, como es el caso de las personas con enfermedades inflamatorias intestinales crónicas. Su microbioma intestinal contiene menos tipos de bacterias que el de las personas sanas. Pero hasta ahora, se desconoce en gran medida cómo un microbioma modificado contribuye al desarrollo de enfermedades.
PD El Dr. Felix Sommer y su equipo del Clúster de Excelencia en Medicina de Precisión en Inflamación Crónica (PMI) están tratando de comprender mejor las complejas interacciones entre el huésped y su microbioma. Mientras lo hacían, encontraron una enzima llamada hexoquinasa 2 (HK2). La enzima HK2 se produce en mayor cantidad en caso de inflamación y está regulada por el microbioma. «Pudimos demostrar en el modelo animal que al administrar butirato de ácido graso de cadena corta, los niveles de HK2 en las células epiteliales intestinales se redujeron y se mejoró la inflamación. El efecto protector del butirato de ácido graso producido por las bacterias estuvo ausente en los animales. donde se eliminó la enzima HK2», explicó Sommer, jefe del grupo de trabajo de Investigación Funcional del Microbioma del Huésped en el Instituto de Biología Molecular Clínica (IKMB) en la Universidad de Kiel (CAU) y el Centro Médico Universitario Schleswig-Holstein (UKSH), Campus Kiel. Los resultados del estudio se han publicado en la prestigiosa revista científica Cell Metabolism.
Enzima hexoquinasa 2: los niveles altos en las células intestinales indican un estado no saludable
En colaboración con científicos de Kiel, Lbeck , Munich y Hanover, así como de EE. UU. y Suecia, Sommer y su equipo investigaron cómo las bacterias intestinales regulan la enzima HK2 e influyen en las inflamaciones, incluso a través de estudios con ratones sin esta enzima en las células de la mucosa intestinal. «Estos ratones eran menos susceptibles a una inflamación intestinal inducida experimentalmente», informaron los primeros autores Finn Hinrichsen y Jacob Hamm, ambos investigadores doctorales en el IKMB. Los experimentos también identificaron factores microbianos que regulan la producción de HK2: ácidos grasos de cadena corta como el acetato y el butirato. Estos ácidos grasos no se absorben principalmente a través de los alimentos, son producidos por bacterias en el intestino, pero solo por bacterias intestinales muy específicas. «El acetato aumentó la concentración de HK2 en las células intestinales, mientras que el butirato disminuyó los niveles de HK2», dijo Sommer. En cuanto a la inflamación, señaló: «La administración de acetato agravó una inflamación intestinal experimental en ratones de tipo salvaje, mientras que el butirato tuvo un efecto protector. Estos efectos no estaban presentes en ratones deficientes en HK2, es decir, animales que carecían de la enzima HK2».
Una bacteria combate a fuego la inflamación en el intestino con butirato. Crédito: IKMB, Universidad de Kiel / ilustración: Renate Nikolaus
Posible molécula diana para nuevos tratamientos antiinflamatorios
El hecho de que el butirato de ácido graso de cadena corta, también llamado ácido butírico, estabiliza la barrera intestinal y tiene un efecto antiinflamatorio, ya se conocía por muchos estudios previos. Sin embargo, el olor muy desagradable del butirato y su fuerte efecto laxante son obstáculos para el uso terapéutico, por ejemplo, en casos de enfermedades inflamatorias intestinales crónicas. «Al identificar HK2 como objetivo del butirato, hemos encontrado un posible punto de entrada para nuevos medicamentos antiinflamatorios. La inhibición de HK2 sería más específica que el tratamiento con butirato», enfatizó Sommer.
Teóricamente, sería También sería posible reforzar el microbioma intestinal mediante la administración de bacterias productoras de ácidos grasos, como apunta el último autor, el profesor Philip Rosenstiel. «Hasta la fecha, muchos enfoques aquí han tenido una base bastante amplia. El estudio proporciona una indicación importante de que en realidad podemos seleccionar bacterias individuales específicamente para controlar ciertos procesos metabólicos en la mucosa intestinal y, por lo tanto, también la inflamación», explicó. Director del IKMB Rosenstiel.
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Cómo la inflamación intestinal crónica puede causar cáncer Más información: Finn Hinrichsen et al, La regulación microbiana de la hexocinasa 2 vincula el metabolismo mitocondrial y la muerte celular en la colitis, Cell Metabolism (2021) . DOI: 10.1016/j.cmet.2021.11.004 Información de la revista: Cell Metabolism
Proporcionado por la Universidad de Kiel Cita: Vínculo entre la inflamación intestinal y el microbioma (2021, noviembre 30) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-11-link-intestinal-inflammation-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.