Las moléculas que reducen las bacterias intestinales ‘malas’ revierten el estrechamiento de las arterias en un estudio con animales
Crédito: CC0 Public Domain
Los científicos de Scripps Research han desarrollado moléculas que pueden remodelar la población bacteriana de los intestinos a un estado más saludable y lo han demostrado a través de experimentos en ratones que esto reduce los niveles de colesterol e inhibe fuertemente la condición de la arteria engrosada conocida como aterosclerosis.
Los científicos, que informan sobre sus hallazgos en Nature Biotechnology, crearon un conjunto de moléculas llamadas péptidos que pueden retardar el crecimiento de especies menos deseables de bacterias intestinales. En ratones que desarrollan colesterol alto y aterosclerosis a partir de una dieta alta en grasas, los péptidos cambiaron de manera beneficiosa el equilibrio de especies en el microbioma intestinal, que se refiere a los billones de bacterias que viven dentro del sistema digestivo. Este cambio redujo los niveles de colesterol y ralentizó drásticamente la acumulación de depósitos de grasa en las arterias, síntomas que son característicos de la aterosclerosis.
La aterosclerosis es la afección que conduce a ataques cardíacos y accidentes cerebrovasculares, las dos principales causas de muerte entre los humanos.
«Nos sorprendió que la simple remodelación del microbioma intestinal pueda tener un efecto tan extenso», dice el coautor principal del estudio, Reza Ghadiri, Ph.D., profesor del Departamento de Química de Scripps Research. .
Los microbios intestinales dan forma a nuestra salud
El microbioma intestinal, que incluye cientos de especies bacterianas, evolucionó hace mucho tiempo como parte de una simbiosis fundamental: las bacterias obtienen un lugar para vivir y muchas para comer y, a cambio, ayudan a sus anfitriones animales, en gran medida ayudándolos a digerir los alimentos.
En las últimas dos décadas, estas bacterias simbióticas se han convertido en un foco de intenso estudio en todo el mundo, como han descubierto los científicos. que la microbiosina parte por su producción de moléculas Los llamados metabolitos no solo ayudan a digerir los alimentos, sino que desempeñan un papel en el metabolismo, la inmunidad y otras funciones importantes.
Los científicos también han aprendido que esta simbiosis puede tener un inconveniente para los huéspedes humanos de la bacteria. Cuando las personas abusan de los antibióticos o consumen dietas «occidentales» ricas en carbohidratos, grasas y azúcar, el microbioma intestinal puede alterarse de manera que promueva la enfermedad.
De hecho, ahora parece que los mayores riesgos de obesidad, diabetes , la hipertensión y la aterosclerosis que confiere la dieta occidental se deben en parte a cambios adversos en el microbioma.
Ese reconocimiento ha llevado a los investigadores a buscar formas de remodelar el microbioma, con el objetivo de hacer retroceder esos cambios adversos para restaurar la buena salud. Ghadiri y su equipo han estado trabajando en un método que consiste en administrar pequeñas moléculas para matar o retardar el crecimiento de las bacterias intestinales malas sin afectar las bacterias intestinales buenas.
«Nuestro enfoque, que utiliza moléculas pequeñas llamadas péptidos cíclicos, es inspirado en la naturaleza», dice el coautor principal Luke Leman, Ph.D., profesor asistente en el Departamento de Química de Scripps Research. «Nuestras células usan naturalmente una colección diversa de moléculas, incluidos péptidos antimicrobianos, para regular nuestras poblaciones de microbios intestinales».
Un sistema de detección para identificar remodeladores de microbiomas
Antes de los experimentos, el equipo ya tenía una pequeña colección de péptidos cíclicos que se habían hecho usando técnicas químicas. Para el estudio, establecieron un sistema de detección para determinar si alguno de esos péptidos podría remodelar de manera beneficiosa el microbioma intestinal de los mamíferos mediante la supresión de especies bacterianas intestinales indeseables.
Usando ratones que son genéticamente susceptibles al colesterol alto, alimentaron los animales una dieta de tipo occidental que produce rápida y confiablemente colesterol alto en la sangre y aterosclerosis, así como cambios adversos en el microbioma intestinal. Luego, los investigadores tomaron muestras del contenido intestinal de los animales y aplicaron un péptido cíclico diferente a cada muestra. Un día después, secuenciaron el ADN bacteriano en las muestras para determinar qué péptidos habían desplazado el bacterioma intestinal en la dirección deseada.
Los científicos pronto identificaron dos péptidos que habían ralentizado significativamente el crecimiento de bacterias intestinales indeseables, cambiando el equilibrio de las especies más cerca de lo que se ve en los ratones alimentados con una dieta más saludable. Usando estos péptidos para tratar ratones propensos a la aterosclerosis que consumían una dieta occidental alta en grasas, encontraron reducciones sorprendentes en los niveles de colesterol en la sangre de los animales en comparación con los ratones no tratados, alrededor del 36 por ciento después de dos semanas de tratamiento. También encontraron que después de 10 semanas, las placas ateroscleróticas en las arterias de los ratones tratados se redujeron en un 40 % en el área, en comparación con las de los ratones no tratados.
«Estos fueron efectos realmente notables», dice Ghadiri. .
Los péptidos cíclicos utilizados en el estudio aparentemente interactúan con las membranas externas de ciertas células bacterianas de manera que retardan o detienen el crecimiento de las células. Ghadiri y su equipo han estado investigando estos péptidos durante años y han reunido un conjunto de docenas que no muestran toxicidad para las células de los mamíferos. Las moléculas también transitan por el intestino sin entrar en el torrente sanguíneo. En el estudio, los péptidos se administraron a los ratones en el agua potable y no se asociaron con ningún efecto secundario adverso.
Animados por la demostración de prueba de principio, los investigadores ahora están probando sus péptidos en ratones. que modelan la diabetes, otra condición común que se ha relacionado con un microbioma no saludable.
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Remodelación de microbiomas intestinales no saludables para combatir enfermedades Más información: Poshen B. Chen et al, La remodelación dirigida del microbioma intestinal de ratón inhibe el desarrollo de aterosclerosis, Nature Biotechnology (2020) ). DOI: 10.1038/s41587-020-0549-5 Información de la revista: Nature Biotechnology
Proporcionado por The Scripps Research Institute Cita: Moléculas que reducen las bacterias intestinales «malas» estrechamiento inverso de las arterias en un estudio animal (15 de junio de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-06-molecules-bad-gut-bacteria-reverse.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.