Los microbios pueden asumir parte de la culpa de la crisis de la reproducibilidad

ARRIBA: © ISTOCK.COM, UNOL

Durante los últimos años, la ciencia se ha visto afectada por lo que algunos consideran una crisis de reproducibilidad: la idea de que muchos estudios publicados no arrojan los mismos resultados cuando los repiten otros científicos, o a veces incluso por los mismos científicos. Las encuestas y los estudios han sugerido innumerables razones, como reactivos y líneas celulares poco confiables, estadísticas selectivas, un sesgo para publicar estudios con resultados positivos y diferencias genéticas en modelos animales.

Andreas Bäumler, microbiólogo e inmunólogo en la Universidad de California, Davis, y su equipo publicaron recientemente evidencia en Nature Microbiology el mes pasado (25 de marzo) de que, al menos en algunos estudios con ratones, el problema puede deberse a las bacterias en el modelo&rsquo ;s tripa. Descubrieron que los ratones de la misma cepa, pero comprados a diferentes proveedores, tenían diferentes susceptibilidades a la infección durante los experimentos, un fenómeno que podría explicarse por la variación de los microbiomas.

“Es básicamente…

Bumler y su equipo estudian Salmonella typhimurium, la bacteria responsable de las infecciones por salmonella, y cómo interactúa con su huésped en el intestino utilizando modelos de ratón. Durante los experimentos, cuando un grupo de animales se expone a un patógeno, no todos se enfermarán y, de los que lo hagan, la enfermedad cobrará varios estragos.

En un esfuerzo por minimizar estas diferencias y hacer Para que su trabajo sea lo más reproducible posible, Bumler se ha esforzado por utilizar ratones genéticamente similares. Pero eso no elimina toda la variabilidad. Se preguntó si las diferencias se originaban en el intestino, específicamente, diferencias microbianas en ratones genéticamente similares provenientes de diferentes proveedores.

Para averiguar si ese era el caso, su grupo compró la misma cepa de ratones de cuatro compañías. y realizó una serie de experimentos para ver si su microbiota difería y cómo eso podría influir en la infección.

Una vez que sabe por qué las cosas son variables, se vuelve bastante fácil progresar y hacer experimentos que sean reproducibles. El paso difícil es descubrir qué causa la variación, dice Bumler.

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Él y su equipo expusieron a los ratones a S . typhimuriumy observó que los que se enfermaban a menudo procedían del mismo proveedor, mientras que los que eran resistentes procedían de otras empresas.

Para Para ver si la inconsistencia tenía que ver con los diferentes microbios intestinales, el grupo realizó trasplantes fecales tomando muestras de la comunidad microbiana de los ratones y transfiriéndolas a ratones libres de gérmenes a los que se les eliminó el microbioma.  Como era de esperar, los ratones que recibieron trasplantes de los ratones resistentes también resistieron la infección, mientras que los ratones que recibieron sus trasplantes de los donantes susceptibles se enfermaron. 

Cuando el equipo secuenció el ARN microbiano de los animales, nada se destacó. Estaba claro que era la microbiota, dice Bumler. [Así que] intentamos volver a secuenciar todo, pero eso no nos dio ninguna pista de quién era el responsable.

El equipo trató de cohospedar a los ratones susceptibles con ratones de otro proveedor durante 14 días, lo que se sabe que conduce a intercambio microbiano. Algunos de los ratones susceptibles se volvieron resistentes a la infección, pero no todos. Nuevamente, los científicos secuenciaron la microbiota tanto en los ratones que resistieron la infección como en los que no lo hicieron y notaron que cierto grupo de bacterias, Enterobacteriaceae, que es la familia de bacterias que S. typhimuriumpertenece a los ratones resistentes pero no a los susceptibles. Esa fue la primera pista, dice Bumler.

Con base en esa idea, el equipo aisló solo las Enterobacteriaceae de los ratones resistentes y se las dio a los ratones susceptibles. Funcionó; los animales anteriormente vulnerables ahora resistieron la infección.

S. typhimuriumy una Enterobacteriaceae que el equipo encontróE. colitienen metabolismos muy similares. Ambos requieren oxígeno para florecer, a diferencia de muchas otras bacterias en el intestino. En el paso final del experimento, los investigadores eliminaron una enzima, la E. coli para respirar oxígeno, lo que condujo a una expansión de S. typhimurium.

Mientras que Young señala que noquear esta enzima podría haber tenido otros efectos invisibles, Bumler dice que la expansión del patógeno indica que las dos especies habían estado compitiendo por los mismos nutrientes.

Bumler enfatiza que el resultado será importante para ayudar a los científicos a minimizar la variabilidad en sus estudios.

Ahí es donde realmente se encuentra el lado positivo de algunos de estos temas. . . . Sí, este es un problema de reproducibilidad. Sí, todos, si estuviéramos investigando con ratones, debemos ser conscientes de estas cosas y muy conscientes de estas variables, dice Aaron Ericsson, microbiólogo y patólogo de la Facultad de Medicina Veterinaria de la Universidad de Missouri y coinvestigador en Mutant Mouse Resource. y Research Center, que ofrece servicios de secuenciación tanto de genes como de microbiomas de ratones para otros laboratorios. Pero también tenemos que dar un paso atrás y decir: Bueno, oye, esto es realmente interesante. ¿Qué podría decirnos esto acerca de esta enfermedad? ¿Podemos explotar esto de alguna manera terapéutica o diagnóstica?

EM Valasquez et al., Las enterobacterias endógenas subyacen a la variación en la susceptibilidad a la infección por Salmonella , Microbiología de la Naturaleza, https://doi.org/ 10.1038/s41564-019-0407-8, 2019.

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