Las muestras de heces revelan una enzima microbiana que provoca la enfermedad intestinal
La presencia de Bacteroides vulgatus provocó colitis en el colon del ratón (izquierda). Sin embargo, la inhibición de la proteasa protegió las paredes del colon y redujo la entrada de células inflamatorias (derecha). Crédito: Universidad de California – San Diego
La colitis ulcerosa, un subtipo de enfermedad inflamatoria intestinal, es una dolencia crónica del colon que afecta a casi un millón de personas en los Estados Unidos. Se cree que está relacionado con alteraciones en el microbioma intestinal, las bacterias y otros microbios que viven dentro de nosotros, pero ningún tratamiento existente se dirige realmente a estos microorganismos.
En un estudio publicado el 27 de enero de 2022 en Nature Microbiology, los investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de California en San Diego identificaron una clase de enzimas microbianas que provocan la colitis ulcerosa y demostraron una ruta potencial para la intervención terapéutica.
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«Los estudios continúan mostrando correlaciones entre la salud intestinal y los componentes microbianos, pero estas tendencias no explican exactamente cómo las bacterias causan enfermedades o qué podemos hacer al respecto», dijo el coautor principal del estudio, David J. Gonzalez. , Ph.D., profesor asociado de farmacología en la Facultad de Medicina y la Facultad de Farmacia y Ciencias Farmacéuticas Skaggs de UC San Diego. «Este es el primer estudio con evidencia experimental que identifica un microbio específico que impulsa la colitis ulcerosa, la clase de proteína que expresa y una solución prometedora».
Gonzalez y sus colaboradores son líderes en el enfoque multi-omicsan que combina genómica, proteómica, metabolómica y peptidómica de última generación para descubrir el contenido de una muestra biológica con un detalle sin precedentes. El proceso de «digitalizar» una muestra le permite al equipo examinar su biología en múltiples escalas y desarrollar nuevas hipótesis sobre la progresión de la enfermedad.
«Lo que hace que UC San Diego sea especial es nuestra ciencia altamente colaborativa, donde los líderes mundiales en todas las diferentes ‘ómicas’ pueden unirse para abrir nuevos caminos», dijo el coautor principal del estudio, Rob Knight, Ph.D., profesor y director del Centro para la Innovación del Microbioma en UC San Diego. «Este estudio muestra el poder de combinar estas tecnologías para explorar la biología de nuevas maneras».
Los investigadores plantean la hipótesis de que la colitis ulcerosa puede desencadenarse por proteasas bacterianas que dañan el epitelio del colon y permiten que una afluencia de células inmunitarias provoque una mayor inflamación. Crédito: Universidad de California – San Diego
Para estudiar el microbioma intestinal, González dijo que la muestra biológica más útil son las heces de los pacientes. También es mucho menos invasivo de recolectar que las muestras de sangre o tejido más tradicionales.
«Una vez que tuvimos toda la tecnología para digitalizar las heces, la pregunta era, ¿esto nos dirá qué está sucediendo en estos pacientes?» ? La respuesta resultó ser sí. Hemos demostrado que las muestras de heces pueden ser extremadamente informativas para guiar nuestra comprensión de la enfermedad. La digitalización de la materia fecal es el futuro».
El equipo encontró que aproximadamente el 40 por ciento de Los pacientes con colitis ulcerosa muestran una sobreabundancia de enzimas proteasas que descomponen otras proteínas que se originan en el Bacteroides vulgatus residente en el intestino. Luego demostraron que trasplantar heces ricas en proteasa de pacientes humanos a ratones libres de gérmenes inducía colitis en los animales. Sin embargo, la colitis podría reducirse significativamente al tratar a los ratones con inhibidores de la proteasa.
El equipo sugirió que un factor estresante en el intestino, como la privación de nutrientes, podría aumentar la producción de proteasa en un intento de utilizar las proteínas como un fuente alternativa de nutrientes. Sin embargo, estas proteasas bacterianas pueden dañar el epitelio del colon o el revestimiento del colon, lo que permite que una afluencia de células inmunitarias exacerbe aún más la enfermedad.
Los autores esperan que el estudio inspire trabajos futuros para confirmar esta hipótesis. y desarrollar fármacos bloqueadores de proteasa para su uso en humanos. Ahora que una familia específica de proteínas ha sido implicada en esta forma de colitis ulcerosa, dijeron, algún día los médicos también pueden usar pruebas de anticuerpos para discernir rápidamente si un paciente es un buen candidato para el tratamiento con proteasa.
El Los investigadores dijeron que su enfoque para el análisis de heces y la integración de datos multiómicos también podría usarse para estudiar otras enfermedades, como diabetes, cáncer, enfermedades reumáticas y neurológicas.
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Seis proteínas reguladas al alza años antes del diagnóstico de colitis ulcerosa Más información: Robert H. Mills et al, análisis multiómicos del microbioma intestinal de la colitis ulcerosa vinculan las proteasas de Bacteroides vulgatus con la enfermedad gravedad, Nature Microbiology (2022). DOI: 10.1038/s41564-021-01050-3 Información de la revista: Nature Microbiology
Proporcionado por la Universidad de California – San Diego Cita: Las muestras de heces revelan la activación de enzimas microbianas enfermedad intestinal (28 de enero de 2022) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-01-stool-samples-reveal-microbial-enzyme.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.