Cómo se comunican las bacterias intestinales con el cuerpo
En el cerebro del ratón transgénico, dos células nerviosas brillan de color rojo porque han absorbido vesículas de membrana que contienen proteínas funcionales de bacterias intestinales. Azul: núcleos de las otras células en el tejido cerebral. Crédito: Stefan Momma
Las bacterias en el intestino empaquetan un amplio espectro de sus biomoléculas en pequeñas cápsulas. Estos se transportan a través del torrente sanguíneo a varios órganos del cuerpo e incluso son absorbidos y procesados por las células nerviosas del cerebro. Esto lo ha demostrado ahora por primera vez un equipo de investigadores de la Universidad Goethe, la FAU (Universidad de Erlangen-Nuremberg) y la Universidad de California en San Francisco. El método de investigación recientemente establecido ayudará a comprender mejor la influencia de las bacterias intestinales en las enfermedades y podría respaldar el desarrollo de formas innovadoras de administración de medicamentos o vacunas.
En el cuerpo humano, las bacterias son mayoría: según estimaciones, hay 1,3 células bacterianas por cada célula humana. Nuestras bacterias son correspondientemente superiores a nosotros en su diversidad genética. Todas las bacterias intestinales juntas, el microbioma del intestino, tienen 150 veces más genes que los humanos. Los productos metabólicos de las bacterias intestinales tienen una variedad de efectos en nuestro cuerpo: por ejemplo, entrenan nuestras células inmunes y contribuyen a su maduración, controlan los procesos metabólicos en el cuerpo y la frecuencia con la que las células de la mucosa intestinal se renuevan. Es muy probable que los cambios en la composición del microbioma contribuyan al desarrollo y curso de enfermedades, por ejemplo, trastornos neurológicos o cáncer.
Los metabolitos bacterianos actúan sobre las células de la mucosa intestinal por contacto directo. Sin embargo, aún no se había explicado cómo estas sustancias bacterianas viajan a los órganos periféricos, como el hígado, los riñones o el cerebro. Se suponía que pequeñas cápsulas (vesículas de membrana), liberadas por las bacterias en su entorno durante el crecimiento normal o como reacción al estrés y llenas de lípidos bacterianos, proteínas o también moléculas de ARN hereditarias, eran el medio de transporte.
Un equipo de investigación internacional dirigido por el Dr. Stefan Momma del Centro de Neurociencias de la Universidad de Goethe, la Profesora Claudia Gnther de la FAU (Universidad de Erlangen-Nuremberg) y el Profesor Robert Raffai de la Universidad de California ha investigado ahora en ratones cómo las bacterias distribuyen su productos metabólicos en tales vesículas. Para ello, los investigadores colonizaron los intestinos de ratones con la bacteria E. coli, que producía un tipo específico de tijeras génicas (Cre) y las liberaba en su entorno a través de vesículas. Las células de los ratones contenían un gen para una proteína fluorescente roja, que podía activarse con las tijeras del gen Cre (sistema Cre/LoxP).
El resultado: en el examen posterior del tejido del ratón, las vesículas bacterianas había sido absorbido por células individuales en el intestino, el hígado, el bazo, el corazón y los riñones, así como por las células inmunitarias. En consecuencia, la Cre funcional contenida en las vesículas podría entrar en las células y dar lugar a la expresión de la proteína marcadora roja. Incluso las células nerviosas individuales del cerebro brillaban en rojo. Stefan Momma: «Particularmente impresionante es el hecho de que las vesículas de la bacteria también pueden superar la barrera hematoencefálica y de esta manera entrar en el cerebro, que por lo demás está sellado más o menos herméticamente. Y que las sustancias bacterianas bioactivas fueron absorbidas por las células madre en el intestino mucosa nos muestra que las bacterias intestinales posiblemente incluso pueden cambiar permanentemente sus propiedades».
Las imágenes de fluorescencia indican, dice Momma, que las vesículas probablemente se distribuyeron por todo el cuerpo a través del torrente sanguíneo. «El estudio adicional de estas vías de comunicación desde el reino bacteriano hasta las células individuales de los mamíferos no solo mejorará nuestra comprensión de enfermedades como las enfermedades autoinmunes o el cáncer, en las que el microbioma obviamente juega un papel importante. Estas vesículas también son extremadamente interesantes como nuevo método para administrar medicamentos o desarrollar vacunas, o como biomarcadores que apuntan a un cambio patológico en el microbioma».
Explore más a fondo
Cómo las bacterias probióticas benefician al intestino Más información: Miriam Bittel et al, Visualización de la transferencia de biomoléculas microbianas por vesículas de membrana externa en microbehostcommunication in vivo, Journal of Extracelles Vesicles (2021) ). DOI: 10.1002/jev2.12159 Proporcionado por la Universidad Goethe de Fráncfort del Meno Cita: Cómo las bacterias intestinales se comunican con el cuerpo (10 de noviembre de 2021) obtenido el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news /2021-11-intestinal-bacteria-body.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.