Esta secci\u00f3n transversal de un Colon Chip de rat\u00f3n muestra el citoesqueleto de actina de las c\u00e9lulas epiteliales en magenta, la mucosidad suprayacente en amarillo y los n\u00facleos de las c\u00e9lulas en azul. El equipo us\u00f3 este chip en un an\u00e1lisis comparativo de microbiomas humanos y de ratones para probar sus diferentes capacidades para inducir tolerancia al pat\u00f3geno Salmonella typhimurium. Cr\u00e9dito: Instituto Wyss de la Universidad de Harvard <\/p>\n
Billones de microbios comensales viven en las superficies mucosas y epid\u00e9rmicas del cuerpo y est\u00e1 firmemente establecido que este microbioma afecta la tolerancia y la sensibilidad del hu\u00e9sped a una variedad de pat\u00f3genos. Sin embargo, la tolerancia del hu\u00e9sped a la infecci\u00f3n por pat\u00f3genos no est\u00e1 igualmente desarrollada en todos los organismos. Por ejemplo, se sabe que el microbioma intestinal de los ratones protege m\u00e1s eficazmente contra la infecci\u00f3n por ciertos pat\u00f3genos, como la bacteria Salmonella typhimurium, que el microbioma intestinal humano. <\/p>\n
Esto plantea la interesante posibilidad de que analizar las diferencias entre las interacciones hu\u00e9sped-microbioma en humanos y otras especies, como los ratones, e identificar tipos individuales de bacterias que protegen o sensibilizan contra ciertos pat\u00f3genos, podr\u00eda conducir a tipos completamente nuevos de enfoques terap\u00e9uticos. . Sin embargo, aunque la composici\u00f3n del microbioma intestinal y su efecto sobre las respuestas inmunitarias del hu\u00e9sped han sido bien investigados en ratones, no es posible estudiar c\u00f3mo el microbioma interact\u00faa directamente con las c\u00e9lulas epiteliales que recubren el intestino en condiciones muy definidas y, por lo tanto, descubrir cepas bacterianas espec\u00edficas. que pueden inducir la tolerancia del hu\u00e9sped a los pat\u00f3genos infecciosos.<\/p>\n
Ahora, un equipo colaborativo dirigido por el director fundador de Wyss, Donald Ingber, MD, Ph.D. en el Instituto Wyss de Ingenier\u00eda Biol\u00f3gicamente Inspirada de Harvard y Dennis Kasper, MD en la Facultad de Medicina de Harvard (HMS) ha aprovechado la tecnolog\u00eda de microfluidos Organs-on-Chip (Organ Chip) de Wyss para modelar las diferentes secciones anat\u00f3micas del intestino del rat\u00f3n y su simbiosis con un microbioma vivo complejo in vitro. Los investigadores recapitularon los efectos destructivos de S. typhimurium en la superficie epitelial intestinal en un Colon Chip de rat\u00f3n modificado y, en un an\u00e1lisis comparativo de microbiomas humanos y de rat\u00f3n, pudieron confirmar que la bacteria comensal Enterococcus faecium contribuye a la tolerancia del hu\u00e9sped a la infecci\u00f3n por S. typhimurium. . El estudio se publica en Frontiers in Cellular and Infection Microbiology.<\/p>\n
El proyecto se inici\u00f3 en el marco del proyecto \u00abTecnolog\u00edas para la resiliencia del hu\u00e9sped\u00bb (THoR) financiado por DARPA en el Instituto Wyss, cuyo objetivo era descubrir contribuciones a la tolerancia a la infecci\u00f3n mediante el estudio de las diferencias observadas en determinadas especies animales y humanos. Utilizando un Colon Chip humano, el grupo de Ingber hab\u00eda demostrado en un estudio anterior c\u00f3mo los metabolitos producidos por microbios derivados de heces humanas y de ratones tienen un potencial diferente para afectar la susceptibilidad a la infecci\u00f3n con un pat\u00f3geno E. coli enterohemorr\u00e1gico.<\/p>\n
\u00abBiomedical La investigaci\u00f3n depende en gran medida de modelos animales como los ratones, que sin duda tienen enormes beneficios, pero no brindan la oportunidad de estudiar los procesos normales y patol\u00f3gicos dentro de un \u00f3rgano en particular, como el intestino, de cerca y en tiempo real.Esta importante prueba El estudio de concepto con el grupo de Dennis Kasper destaca que nuestra plataforma Intestine Chip de rat\u00f3n dise\u00f1ada ofrece exactamente esta capacidad y brinda la posibilidad de estudiar las interacciones hu\u00e9sped-microbioma con microbiomas de diferentes especies en condiciones altamente controlables in vitro\u00bb, dijo Ingber. \u00abDado el profundo nivel de caracterizaci\u00f3n de la inmunolog\u00eda de los ratones, esta capacidad podr\u00eda ayudar mucho a avanzar en el trabajo de los investigadores que actualmente utilizan estos animales para investigar el microbioma y las respuestas del hu\u00e9sped. Les permite comparar los resultados que obtienen directamente con los chips de intestino humano en el futuro para que el enfoque pueda estar en identificar las caracter\u00edsticas de la respuesta del hu\u00e9sped que son m\u00e1s relevantes para los humanos\u00bb. Ingber tambi\u00e9n es profesor Judah Folkman de Biolog\u00eda Vascular en el HMS y el Boston Children’s Hospital, y profesor de Bioingenier\u00eda en la Escuela de Ingenier\u00eda y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard.<\/p>\n
Ingenier\u00eda de un intestino en chip de rat\u00f3n plataforma<\/p>\n
En su nuevo estudio, el equipo se centr\u00f3 en el tracto intestinal del rat\u00f3n. \u00abTradicionalmente, ha sido extremadamente dif\u00edcil modelar las interacciones hu\u00e9sped-microbioma fuera de cualquier organismo, ya que muchas bacterias son estrictamente anaer\u00f3bicas y mueren en condiciones normales de ox\u00edgeno atmosf\u00e9rico. La tecnolog\u00eda Organ Chip puede recrear estas condiciones, y es mucho m\u00e1s f\u00e1cil obtener c\u00e9lulas intestinales e inmunitarias primarias\u00bb. de ratones que tener que depender de biopsias humanas\u00bb, dijo la primera autora Francesca Gazzaniga, Ph.D., becaria postdoctoral que trabaja entre los grupos de Ingber y Kasper y encabez\u00f3 el proyecto.<\/p>\n
Gazzaniga y su Sus colegas aislaron criptas intestinales de diferentes regiones del tracto intestinal del rat\u00f3n, incluido el duodeno, el yeyuno, el \u00edleon y el colon, llevaron sus c\u00e9lulas a trav\u00e9s de un paso intermedio de \u00aborganoide\u00bb en cultivo en el que se forman y crecen peque\u00f1os fragmentos de tejido, que luego sembraron en uno de los dos canales paralelos perfundidos por microfluidos de los chips de \u00f3rgano de Wyss para crear chips de intestino espec\u00edficos de la regi\u00f3n. El segundo canal perfundido de forma independiente imita la vasculatura sangu\u00ednea y est\u00e1 separado del primero por una membrana porosa que permite el intercambio de nutrientes, metabolitos y mol\u00e9culas secretadas que las c\u00e9lulas epiteliales intestinales utilizan para comunicarse con las c\u00e9lulas vasculares e inmunitarias.<\/p>\n
Enfoc\u00e1ndose en el pat\u00f3geno<\/p>\n
Luego, el equipo perfeccion\u00f3 a S. typhimurium como pat\u00f3geno. Primero, introdujeron el pat\u00f3geno en el lumen epitelial del Colon Chip de rat\u00f3n modificado y recapitularon las caracter\u00edsticas clave asociadas con la ruptura de la integridad del tejido intestinal conocida a partir de estudios con ratones, incluida la interrupci\u00f3n de las adherencias normalmente estrechas entre las c\u00e9lulas epiteliales vecinas, la disminuci\u00f3n de la producci\u00f3n de moco, un pico en la secreci\u00f3n de una quimiocina inflamatoria clave (el hom\u00f3logo de rat\u00f3n de la IL-8 humana) y cambios en la expresi\u00f3n de genes epiteliales. Paralelamente, demostraron que el Colon Chip de rat\u00f3n apoyaba el crecimiento y la viabilidad de consorcios bacterianos complejos normalmente presentes en microbiomas intestinales de ratones y humanos.<\/p>\n
Juntando estas capacidades, los investigadores compararon los efectos de ratones y humanos espec\u00edficos. consorcios microbianos que previamente se hab\u00edan mantenido estables en los intestinos de ratones ‘gnotobi\u00f3ticos’ que el equipo de Kasper alojaba en condiciones libres de g\u00e9rmenes. Al recolectar microbiomas complejos de las heces de esos ratones y luego inocularlos en Colon Chips, los investigadores observaron la variabilidad de chip a chip en la composici\u00f3n del consorcio, lo que les permiti\u00f3 relacionar la composici\u00f3n de los microbios con los efectos funcionales en el epitelio del hu\u00e9sped. \u00abUsar la secuenciaci\u00f3n 16s nos dio una buena idea de las composiciones microbianas de los dos consorcios, y un alto n\u00famero de una especie individual, Enterococcus faecium, generada por solo uno de ellos en el Colon Chip, permiti\u00f3 que el tejido intestinal tolerara mejor la infecci\u00f3n. dijo Gazz\u00e1niga. \u00abEsto confirm\u00f3 muy bien los hallazgos anteriores y valid\u00f3 nuestro enfoque como una nueva plataforma de descubrimiento que ahora podemos usar para investigar los mecanismos que subyacen a estos efectos, as\u00ed como la contribuci\u00f3n de las contribuciones vitales de las c\u00e9lulas inmunitarias a la tolerancia del hu\u00e9sped, as\u00ed como los procesos infecciosos que involucran a otros pat\u00f3genos\u00bb.<\/p>\n
\u00abLa tecnolog\u00eda de intestino de rat\u00f3n en un chip proporciona un enfoque \u00fanico para comprender la relaci\u00f3n entre la microbiota intestinal, la inmunidad del hu\u00e9sped y un pat\u00f3geno microbiano. Esta importante interrelaci\u00f3n es dif\u00edcil de estudiar en el animal vivo porque hay tantos factores incontrolables. La belleza de este sistema es que esencialmente todos los par\u00e1metros que desea estudiar son controlables y pueden monitorearse f\u00e1cilmente. Este sistema es un paso adelante muy \u00fatil\u00bb, dijo Kasper, quien es el profesor William Ellery Channing. de Medicina y Profesor de Inmunolog\u00eda en HMS.<\/p>\n
Los investigadores creen que su enfoque comparativo in vitro podr\u00eda descubrir una apuesta cruzada espec\u00edfica entre pat\u00f3genos y bacterias comensales con c\u00e9lulas epiteliales e inmunitarias intestinales, y que las bacterias que mejoran la tolerancia identificadas podr\u00edan usarse en terapias futuras, que pueden sortear el problema de aumentar la resistencia antimicrobiana de las cepas bacterianas pat\u00f3genas. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
La fisiolog\u00eda del microbioma intestinal humano ahora se puede estudiar in vitro utilizando la tecnolog\u00eda Organ Chip M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> Francesca S. Gazzaniga et al, Aprovechando la tecnolog\u00eda Colon Chip para identificar bacterias comensales que promueven Tolerancia del hu\u00e9sped a la infecci\u00f3n, fronteras en microbiolog\u00eda celular y de infecciones (2021). DOI: 10.3389\/fcimb.2021.638014 Proporcionado por la Universidad de Harvard Cita<\/strong>: De ratones y hombres y su diferente tolerancia a los pat\u00f3genos (2021, 15 de marzo) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https:\/\/medicalxpress.com\/news \/2021-03-mice-men-tolerance-pathogens.html Este documento est\u00e1 sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigaci\u00f3n privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona \u00fanicamente con fines informativos.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Esta secci\u00f3n transversal de un Colon Chip de rat\u00f3n muestra el citoesqueleto de actina de las c\u00e9lulas epiteliales en magenta, la mucosidad suprayacente en amarillo y los n\u00facleos de las c\u00e9lulas en azul. El equipo us\u00f3 este chip en un an\u00e1lisis comparativo de microbiomas humanos y de ratones para probar sus diferentes capacidades para inducir … Continuar leyendo \u00abDe ratones y hombres y su diferente tolerancia a los pat\u00f3genos\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-18194","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/18194","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=18194"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/18194\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=18194"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=18194"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=18194"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}