Un subproducto de bacterias protege contra Salmonella

Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford han identificado una molécula que sirve como protección natural contra uno de los patógenos intestinales más comunes. El propionato, un subproducto del metabolismo de un grupo de bacterias llamado Bacteroides, inhibe el crecimiento de Salmonella en el tracto intestinal de los ratones, según los investigadores. El hallazgo puede ayudar a explicar por qué algunas personas son más capaces de combatir las infecciones por Salmonella y otros patógenos intestinales y conducir al desarrollo de mejores estrategias de tratamiento. Un artículo que describe el trabajo se publicará el 26 de julio en Cell Host y Microbe. Los investigadores determinaron que el propionato no desencadena la respuesta inmune para frustrar el patógeno. En cambio, la molécula prolonga el tiempo que le toma al patógeno comenzar a dividirse al aumentar su acidez interna. Las infecciones por Salmonella a menudo causan diarrea, fiebre y calambres abdominales. La mayoría de las personas se recupera dentro de cuatro a siete días. Sin embargo, la enfermedad puede ser lo suficientemente grave como para requerir hospitalización para algunos pacientes. Salmonella causa alrededor de 1,2 millones de enfermedades, 23,000 hospitalizaciones y 450 muertes en todo el país cada año, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades. La mayoría de los casos son causados ​​por alimentos contaminados. Diferentes respuestas a la exposición. "Los humanos difieren en su respuesta a la exposición a infecciones bacterianas. Algunas personas se infectan y otras no, algunas se enferman y otras se mantienen sanas, y otras propagan la infección mientras que otras la eliminan", dijo Denise Monack, PhD, profesora de microbiología. e inmunología y el autor principal del artículo. "Ha sido un verdadero misterio entender por qué vemos estas diferencias entre las personas. Nuestro hallazgo puede arrojar algo de luz sobre este fenómeno". Durante años, los científicos han estado utilizando diferentes cepas de ratones para determinar cómo diversos genes podrían influir en la susceptibilidad a la infección por patógenos intestinales. Pero esta es la primera vez que los investigadores observan cómo la variabilidad de las bacterias intestinales en estos ratones podría contribuir a sus diferentes respuestas a los patógenos. "La microbiota intestinal es un ecosistema increíblemente complejo. Trillones de bacterias, virus y hongos forman complejas interacciones con el huésped y entre ellos en un ambiente heterogéneo y densamente poblado", dijo Amanda Jacobson, autora principal del artículo y estudiante graduada en microbiología y inmunología. "Debido a esto, es muy difícil identificar las moléculas únicas de bacterias específicas en el intestino que son responsables de características específicas como la resistencia a los patógenos". De ratones a hombres. Los científicos comenzaron con una observación que ha sido reconocida en el campo por años: dos cepas endogámicas de ratones albergan diferentes niveles de Salmonella en sus entrañas después de ser infectados con el patógeno. "El mayor desafío fue determinar por qué sucedía esto", dijo Jacobson. Primero, determinaron que las diferencias en el crecimiento de Salmonella podrían atribuirse a la composición natural de las bacterias en los intestinos de cada cepa de ratón. Hicieron esto mediante la realización de trasplantes fecales, que consistió en dar a los ratones antibióticos para eliminar su composición habitual de bacterias intestinales y luego reemplazar la comunidad microbiana con las heces de otros ratones, algunos de los cuales eran resistentes a la infección por Salmonella. Luego, los investigadores determinaron qué microbios eran responsables de una mayor resistencia a la infección por Salmonella mediante el uso de herramientas de aprendizaje automático para identificar qué grupos de bacterias eran diferentes entre las cepas. Identificaron un grupo específico de bacterias, Bacteroides, que era más abundante en ratones trasplantados con la microbiota que protegía contra Salmonella. Bacteroides produce ácidos grasos de cadena corta tales como formiato, acetato, butirato y propionato durante el metabolismo, y los niveles de propionato fueron tres veces mayores en ratones que estaban protegidos contra el crecimiento de Salmonella. Luego, los investigadores trataron de determinar si el propionato protegido contra la Salmonella aumentaba el sistema inmunitario como lo hacen otros ácidos grasos de cadena corta. Los científicos examinaron su modelo de Salmonella para determinar el impacto potencial del propionato en el sistema inmune pero descubrieron que la molécula tenía un efecto más directo sobre el crecimiento de Salmonella. El propionato actúa sobre la Salmonella al disminuir drásticamente su pH intracelular y, por lo tanto, aumenta el tiempo que demora la bacteria en comenzar a dividirse y crecer, encontró el estudio. "Colectivamente, nuestros resultados muestran que cuando las concentraciones de propionato, que es producida por Bacteroides, en el intestino son altas, Salmonella no puede elevar su pH interno para facilitar las funciones celulares necesarias para el crecimiento", dijo Jacobson. "Por supuesto, quisiéramos saber qué tan traducible es para los humanos". Reducir el impacto de Salmonella. "Los próximos pasos incluirán determinar la biología básica del propionato de molécula pequeña y cómo funciona a nivel molecular".