PUBLICADO EN 'SCIENCE'
Identifican bacterias del microbioma en ratones que protegen contra síntomas mortales de las infecciones
JANO.es · 30 octubre 2015 10:45
Investigadores estadounidenses hallan una cepa de bacterias de microbioma 'Escherichia coli' que mejora la tolerancia de los animales a las infecciones de los pulmones y los intestinos.
A medida que crece la preocupación por cepas de 'superbacterias' resistentes a los antibióticos, científicos del Instituto Salk, en La Jolla, California, Estados Unidos, ofrecen una posible solución al problema: bacterias 'superhéroes' que viven en el intestino y pasan a otras partes del cuerpo para aliviar los efectos secundarios potencialmente fatales provocados por las infecciones.
En un artículo que se publica este vierntes en la revista Science, los investigadores informan del hallazgo de una cepa de bacterias de microbioma 'Escherichia coli' en ratones capaces de mejorar la tolerancia de los animales a las infecciones de los pulmones y los intestinos evitando el debilitamiento, una pérdida común y potencialmente mortal de tejido muscular que se produce en las infecciones graves.
Si se detecta una cepa de protección similar en los seres humanos, podría ser una nueva vía para contrarrestar la pérdida de masa muscular, un resultado común y mortal de los pacientes que sufren sepsis e infecciones adquiridas en el hospital, muchas de las cuales son ahora resistentes a los antibióticos.
"Los tratamientos para la infección se han centrado mucho en la erradicación del microbio atacante, pero lo que realmente mata a las personas no son las bacterias sí, sino es el daño colateral que hace al cuerpo", dice Janelle Ayres, profesor asistente de Salk en la fundación Nomis Laboratorios de Inmunobiología y Patogénesis Microbiana e investigador principal del estudio.
"Nuestros hallazgos sugieren que la prevención de los daños --en este caso el desgaste muscular-- puede evitar la mayoría de los aspectos de una infección que amenazan la vida -añade--. Y al no tratar de matar los patógenos, no estás fomentando la evolución de cepas resistentes a los antibióticos que están matando a personas en todo el mundo. Podríamos ser capaces de luchar contra las superbacterias con insectos 'superhéroes".
El medicamento más potente y revolucionario, el antibiótico, parece haber alcanzado sus límites debido a la capacidad de las bacterias de evolucionar rápidamente para resistir a estos fármacos. El aumento de la resistencia a los antibióticos presenta una grave amenaza para las personas de todo el mundo, porque las enfermedades que una vez se controlaban fácilmente repelen todos los intentos de tratamiento.
Un estudio reciente encontró que casi la mitad de las bacterias que causan infecciones en los hospitales de Estados Unidos después de una cirugía son resistentes a los antibióticos convencionales. Sólo en Estados Unidos, dos millones de personas al año se infectan con bacterias resistentes a los antibióticos y al menos 23.000 personas mueren cada año como resultado directo de estas infecciones, según los Centros para el Control de Enfermedades estadounidenses
"Los antibióticos fueron un gran paso para la medicina, pero ese modelo de matar a las bacterias con fármacos tiene claramente debilidades", dice Alexandria Palaferri Schiebe, investigadora asociadoa en el laboratorio y co-primera autora junto a Ayres del trabajo. "La mayoría de los investigadores están buscando nuevos antibióticos, pero esto alimenta la carrera armamentista entre los médicos y las bacterias. Centrarse en la tolerancia a la enfermedad -previniendo el daño realizado por la enfermedad-- en lugar de la erradicación microbiana es un nuevo paradigma de la terapia para las enfermedades infecciosas".
Con la esperanza de encontrar nuevos métodos para hacer frente a las infecciones, el equipo Ayres se centró en el microbioma, la comunidad de microbios que viven normalmente de manera armoniosa dentro de nuestros cuerpos. En el cuerpo humano, los microbios superan en número a las células en diez a uno y constituyen hasta un 3 por ciento del peso corporal. A pesar de esto, se sabe relativamente poco acerca de cómo estos diminutos pasajeros interactúan con el desarrollo del cuerpo, el metabolismo y el sistema inmunológico.
Ayres comenzó a estudiar la tolerancia a enfermedades cuando era estudiante de posgrado, con la hipótesis de que el microbioma intestinal puede contener bacterias que podrían proteger contra el daño causado por infecciones. "Hay una gran cantidad de evidencia que respalda esta idea, pero hasta ahora nadie había identificado una cepa como tal o mostrado el mecanismo por el cual una bacteria podría proporcionar tolerancia a la enfermedad", destaca Ayres.
El equipo de Salk identificó una población de ratones de laboratorio que parecían resistentes a la pérdida de masa muscular. Al comparar la composición de la microbiota intestinal de estos ratones con roedores que carecían de la resistencia, el equipo identificó una cepa de 'E. Coli' que estaba presente sólo en los ratones resistentes al debilitamiento corporal.
Cuando se dio a los ratones normales un tratamiento oral de esta cepa beneficiosa de 'E. Coli', obtuvieron la capacidad de mantener su masa muscular y de grasa durante las infecciones intestinales de la bacteria 'Salmonella typhimurium' y la neumonía provocada por la bacteria 'Burkholderia thailandensis'.
El siguiente paso era averiguar cómo las bacterias confirieron esta tolerancia a los ratones. La colaboración con el laboratorio de Salk del profesor Ronald Evans, el equipo de Ayres descubrió que durante una infección por la bacteria patológica, 'E. Coli' abamdonó el intestino y se movió a los tejidos grasos para inducir respuestas protectoras que alimentan los músculos.
En un artículo que se publica este vierntes en la revista Science, los investigadores informan del hallazgo de una cepa de bacterias de microbioma 'Escherichia coli' en ratones capaces de mejorar la tolerancia de los animales a las infecciones de los pulmones y los intestinos evitando el debilitamiento, una pérdida común y potencialmente mortal de tejido muscular que se produce en las infecciones graves.
Si se detecta una cepa de protección similar en los seres humanos, podría ser una nueva vía para contrarrestar la pérdida de masa muscular, un resultado común y mortal de los pacientes que sufren sepsis e infecciones adquiridas en el hospital, muchas de las cuales son ahora resistentes a los antibióticos.
"Los tratamientos para la infección se han centrado mucho en la erradicación del microbio atacante, pero lo que realmente mata a las personas no son las bacterias sí, sino es el daño colateral que hace al cuerpo", dice Janelle Ayres, profesor asistente de Salk en la fundación Nomis Laboratorios de Inmunobiología y Patogénesis Microbiana e investigador principal del estudio.
"Nuestros hallazgos sugieren que la prevención de los daños --en este caso el desgaste muscular-- puede evitar la mayoría de los aspectos de una infección que amenazan la vida -añade--. Y al no tratar de matar los patógenos, no estás fomentando la evolución de cepas resistentes a los antibióticos que están matando a personas en todo el mundo. Podríamos ser capaces de luchar contra las superbacterias con insectos 'superhéroes".
El medicamento más potente y revolucionario, el antibiótico, parece haber alcanzado sus límites debido a la capacidad de las bacterias de evolucionar rápidamente para resistir a estos fármacos. El aumento de la resistencia a los antibióticos presenta una grave amenaza para las personas de todo el mundo, porque las enfermedades que una vez se controlaban fácilmente repelen todos los intentos de tratamiento.
Un estudio reciente encontró que casi la mitad de las bacterias que causan infecciones en los hospitales de Estados Unidos después de una cirugía son resistentes a los antibióticos convencionales. Sólo en Estados Unidos, dos millones de personas al año se infectan con bacterias resistentes a los antibióticos y al menos 23.000 personas mueren cada año como resultado directo de estas infecciones, según los Centros para el Control de Enfermedades estadounidenses
"Los antibióticos fueron un gran paso para la medicina, pero ese modelo de matar a las bacterias con fármacos tiene claramente debilidades", dice Alexandria Palaferri Schiebe, investigadora asociadoa en el laboratorio y co-primera autora junto a Ayres del trabajo. "La mayoría de los investigadores están buscando nuevos antibióticos, pero esto alimenta la carrera armamentista entre los médicos y las bacterias. Centrarse en la tolerancia a la enfermedad -previniendo el daño realizado por la enfermedad-- en lugar de la erradicación microbiana es un nuevo paradigma de la terapia para las enfermedades infecciosas".
Con la esperanza de encontrar nuevos métodos para hacer frente a las infecciones, el equipo Ayres se centró en el microbioma, la comunidad de microbios que viven normalmente de manera armoniosa dentro de nuestros cuerpos. En el cuerpo humano, los microbios superan en número a las células en diez a uno y constituyen hasta un 3 por ciento del peso corporal. A pesar de esto, se sabe relativamente poco acerca de cómo estos diminutos pasajeros interactúan con el desarrollo del cuerpo, el metabolismo y el sistema inmunológico.
Ayres comenzó a estudiar la tolerancia a enfermedades cuando era estudiante de posgrado, con la hipótesis de que el microbioma intestinal puede contener bacterias que podrían proteger contra el daño causado por infecciones. "Hay una gran cantidad de evidencia que respalda esta idea, pero hasta ahora nadie había identificado una cepa como tal o mostrado el mecanismo por el cual una bacteria podría proporcionar tolerancia a la enfermedad", destaca Ayres.
El equipo de Salk identificó una población de ratones de laboratorio que parecían resistentes a la pérdida de masa muscular. Al comparar la composición de la microbiota intestinal de estos ratones con roedores que carecían de la resistencia, el equipo identificó una cepa de 'E. Coli' que estaba presente sólo en los ratones resistentes al debilitamiento corporal.
Cuando se dio a los ratones normales un tratamiento oral de esta cepa beneficiosa de 'E. Coli', obtuvieron la capacidad de mantener su masa muscular y de grasa durante las infecciones intestinales de la bacteria 'Salmonella typhimurium' y la neumonía provocada por la bacteria 'Burkholderia thailandensis'.
El siguiente paso era averiguar cómo las bacterias confirieron esta tolerancia a los ratones. La colaboración con el laboratorio de Salk del profesor Ronald Evans, el equipo de Ayres descubrió que durante una infección por la bacteria patológica, 'E. Coli' abamdonó el intestino y se movió a los tejidos grasos para inducir respuestas protectoras que alimentan los músculos.
Inflamasoma
Normalmente, los ratones con cáncer de pulmón e infecciones intestinales sufren una disminución de una hormona conocida como factor de crecimiento similar a la insulina 1 (IGF-1), una molécula que indica al cuerpo que tienen que retener la masa muscular. Pero la 'E. Coli' protectora activó la vía de IGF-1 en los tejidos grasos, manteniendo los niveles normales de IGF-1 y del músculo del animal a pesar de las infecciones patógenas.
El equipo de Salk descubrió además que la cepa de 'E. Coli' estaba activando la vía de mantenimiento muscular de IGF-1 a través de un intermediario, un complejo molecular en las células conocidas como inflamasoma. Como parte del sistema inmune innato del cuerpo, la inflamasoma responde a una infección mediante la activación de la inflamación en la zona infectada para destruir los microbios ofensivos. Las 'E. Coli' emplearon este mismo sistema de alarma para ordenar al cuerpo que mantuviera los niveles de IGF-1 y, por tanto, la masa muscular.
El equipo de Ayres está estudiando el tiempo que la cepa de 'E. Coli' puede mantener a raya a los patógenos y si el sistema inmunológico del cuerpo eventualmente podría erradicar las bacterias dañinas por completo. Además, estos expertos también están comenzando a examinar si existe un microbio similar en los seres humanos.
"Hay mucho que todavía tenemos que entender, pero esto es un signo muy prometedor de que los microbios podrían emplearse como medicina", afirma Ayres. "Puede ofrecer una nueva vía para el tratamiento de infecciones, incluso en aquellas que son resistentes a los antibióticos, al tiempo que también puede prevenir la aparición de nuevas cepas resistentes", augura.
Normalmente, los ratones con cáncer de pulmón e infecciones intestinales sufren una disminución de una hormona conocida como factor de crecimiento similar a la insulina 1 (IGF-1), una molécula que indica al cuerpo que tienen que retener la masa muscular. Pero la 'E. Coli' protectora activó la vía de IGF-1 en los tejidos grasos, manteniendo los niveles normales de IGF-1 y del músculo del animal a pesar de las infecciones patógenas.
El equipo de Salk descubrió además que la cepa de 'E. Coli' estaba activando la vía de mantenimiento muscular de IGF-1 a través de un intermediario, un complejo molecular en las células conocidas como inflamasoma. Como parte del sistema inmune innato del cuerpo, la inflamasoma responde a una infección mediante la activación de la inflamación en la zona infectada para destruir los microbios ofensivos. Las 'E. Coli' emplearon este mismo sistema de alarma para ordenar al cuerpo que mantuviera los niveles de IGF-1 y, por tanto, la masa muscular.
El equipo de Ayres está estudiando el tiempo que la cepa de 'E. Coli' puede mantener a raya a los patógenos y si el sistema inmunológico del cuerpo eventualmente podría erradicar las bacterias dañinas por completo. Además, estos expertos también están comenzando a examinar si existe un microbio similar en los seres humanos.
"Hay mucho que todavía tenemos que entender, pero esto es un signo muy prometedor de que los microbios podrían emplearse como medicina", afirma Ayres. "Puede ofrecer una nueva vía para el tratamiento de infecciones, incluso en aquellas que son resistentes a los antibióticos, al tiempo que también puede prevenir la aparición de nuevas cepas resistentes", augura.
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