Científicos suizos han descubierto una relación entre la microbiota o flora intestinal y el envejecimiento. Cuando se produce una disfunción en el sistema inmunológico, se sobrecarga una bacteria intestinal que, como consecuencia, produce especies reactivas de oxígeno que dañan las células y producen muchas patologías relacionadas con la edad.
Las bacterias intestinales se han convertido en uno de los enfoques más importantes de la investigación biológica y médica actual. A lo largo de los años, se ha descubierto que las diferentes poblaciones de bacterias que habitan en el intestino a menudo pueden tener efectos significativos en diversas funciones del cuerpo, incluido el sistema inmunológico.
Las bacterias del organismo mantienen entre sí diferentes tipos de relaciones. Un tipo de relación se llama “entre comensales”, en el sentido de que comparten mesa: es una relación neutra en la que ninguna de las partes saca provecho de la otra.
Otro tipo de relación entre bacterias se define como mutualismo, mediante la cual las dos partes sacan provecho, y una tercera forma de relación se llama parasitismo, mediante la cual uno de los organismos se aprovecha del otro causándole un daño.
Las diferentes poblaciones de bacterias intestinales se relacionan a veces como "comensales", y existen en prácticamente todos los animales, viviendo bajo un cierto equilibrio funcional. Cuando se interrumpe este equilibrio, por ejemplo, debido a una enfermedad o una medicación, se produce una alteración conocida como "disbiosis comensal", que se asocia con una serie de patologías e incluso una disminución de la esperanza de vida. A pesar de este conocimiento, poco se conoce sobre cómo las bacterias intestinales afectan a la salud y viceversa.
Problemas inmunológicos
La nueva investigación, liderada por Igor Iatsenko, científico del Laboratorio Bruno Lemaitre del Global Health Institute de la Escuela Politécnica Superior de Lausana (EPFL), ha descubierto un mecanismo por el cual los problemas del sistema inmunológico pueden causar la disbiosis comensal, la cual a su vez promueve patologías relacionadas con la edad.
El equipo utilizó la mosca de la fruta Drosophila melanogaster, que a menudo se emplea para estudiar la biología de las bacterias intestinales. Debido a que querían explorar la interacción entre las bacterias intestinales y el sistema inmunológico, se centraron en una proteína receptora llamada "proteína de reconocimiento de peptidoglicano SD" (PGRP-SD).
Esta proteína desempeña un papel clave en la inmunidad innata. Pertenece a una clase de receptores de reconocimiento de patrones, y en 2016, Igor Iatsenko ya demostró que la PGRP-SD detecta patógenos bacterianos extraños y pone el sistema inmunológico de la mosca en su contra.
En el presente estudio, los científicos desactivaron el gen de la PGRP-SD, creando así moscas con un sistema inmune interrumpido. Las moscas mutantes demostraron tener vidas más cortas que las normales, y cuando los investigadores las examinaron, descubrieron que también tenían un número anormalmente alto de la bacteria intestinal Lactobacillus plantarum, una especie generalizada de bacterias que producen ácido láctico.
Al analizar el impacto biológico de esta mutación, los científicos descubrieron que estas bacterias también producían una cantidad excesiva de ácido láctico. Esto, a su vez, desencadenó la generación de especies reactivas de oxígeno, que causan daño a las células y contribuyen al envejecimiento de los tejidos. En contraste, cuando los científicos aumentaron la producción de PGRP-SD, encontraron que prevenía la disbiosis comensal e incluso extendió la vida útil de las moscas.
Las bacterias intestinales se han convertido en uno de los enfoques más importantes de la investigación biológica y médica actual. A lo largo de los años, se ha descubierto que las diferentes poblaciones de bacterias que habitan en el intestino a menudo pueden tener efectos significativos en diversas funciones del cuerpo, incluido el sistema inmunológico.
Las bacterias del organismo mantienen entre sí diferentes tipos de relaciones. Un tipo de relación se llama “entre comensales”, en el sentido de que comparten mesa: es una relación neutra en la que ninguna de las partes saca provecho de la otra.
Otro tipo de relación entre bacterias se define como mutualismo, mediante la cual las dos partes sacan provecho, y una tercera forma de relación se llama parasitismo, mediante la cual uno de los organismos se aprovecha del otro causándole un daño.
Las diferentes poblaciones de bacterias intestinales se relacionan a veces como "comensales", y existen en prácticamente todos los animales, viviendo bajo un cierto equilibrio funcional. Cuando se interrumpe este equilibrio, por ejemplo, debido a una enfermedad o una medicación, se produce una alteración conocida como "disbiosis comensal", que se asocia con una serie de patologías e incluso una disminución de la esperanza de vida. A pesar de este conocimiento, poco se conoce sobre cómo las bacterias intestinales afectan a la salud y viceversa.
Problemas inmunológicos
La nueva investigación, liderada por Igor Iatsenko, científico del Laboratorio Bruno Lemaitre del Global Health Institute de la Escuela Politécnica Superior de Lausana (EPFL), ha descubierto un mecanismo por el cual los problemas del sistema inmunológico pueden causar la disbiosis comensal, la cual a su vez promueve patologías relacionadas con la edad.
El equipo utilizó la mosca de la fruta Drosophila melanogaster, que a menudo se emplea para estudiar la biología de las bacterias intestinales. Debido a que querían explorar la interacción entre las bacterias intestinales y el sistema inmunológico, se centraron en una proteína receptora llamada "proteína de reconocimiento de peptidoglicano SD" (PGRP-SD).
Esta proteína desempeña un papel clave en la inmunidad innata. Pertenece a una clase de receptores de reconocimiento de patrones, y en 2016, Igor Iatsenko ya demostró que la PGRP-SD detecta patógenos bacterianos extraños y pone el sistema inmunológico de la mosca en su contra.
En el presente estudio, los científicos desactivaron el gen de la PGRP-SD, creando así moscas con un sistema inmune interrumpido. Las moscas mutantes demostraron tener vidas más cortas que las normales, y cuando los investigadores las examinaron, descubrieron que también tenían un número anormalmente alto de la bacteria intestinal Lactobacillus plantarum, una especie generalizada de bacterias que producen ácido láctico.
Al analizar el impacto biológico de esta mutación, los científicos descubrieron que estas bacterias también producían una cantidad excesiva de ácido láctico. Esto, a su vez, desencadenó la generación de especies reactivas de oxígeno, que causan daño a las células y contribuyen al envejecimiento de los tejidos. En contraste, cuando los científicos aumentaron la producción de PGRP-SD, encontraron que prevenía la disbiosis comensal e incluso extendió la vida útil de las moscas.
Interacción metabólica
"Hemos encontrado la interacción metabólica entre las bacterias comensales y el huésped", dice Bruno Lemaitre, el director del laboratorio, en un comunicado. "El ácido láctico, un metabolito producido por la bacteria Lactobacillus plantarum, se incorpora y procesa en el intestino de la mosca, con el efecto secundario de producir especies reactivas de oxígeno que promueven el daño epitelial". Los investigadores especulan que mecanismos similares se producen también en el intestino de los mamíferos.
"Nuestro estudio identifica un miembro específico de la microbiota y su metabolito que puede influir en el envejecimiento en el organismo huésped", añade Igor Iatsenko. "Definitivamente hay muchos más ejemplos como este, y se necesita una mejor comprensión de las interacciones metabólicas microbiano y huésped durante el envejecimiento para desarrollar estrategias contra las patologías asociadas con la edad".
No es la primera vez que se relaciona la flora intestinal con el envejecimiento. Investigaciones anteriores han desarrollado diferentes aspectos sobre el dinamismo de la microbiota intestinal y sus variaciones con el paso de los años, así como otros factores que pueden alterarla y contribuir al envejecimiento. El nuevo estudio añade más elementos para la comprensión de estos procesos y señala posibles mecanismos preventivos que podemos adoptar para alargar la vida.
"Hemos encontrado la interacción metabólica entre las bacterias comensales y el huésped", dice Bruno Lemaitre, el director del laboratorio, en un comunicado. "El ácido láctico, un metabolito producido por la bacteria Lactobacillus plantarum, se incorpora y procesa en el intestino de la mosca, con el efecto secundario de producir especies reactivas de oxígeno que promueven el daño epitelial". Los investigadores especulan que mecanismos similares se producen también en el intestino de los mamíferos.
"Nuestro estudio identifica un miembro específico de la microbiota y su metabolito que puede influir en el envejecimiento en el organismo huésped", añade Igor Iatsenko. "Definitivamente hay muchos más ejemplos como este, y se necesita una mejor comprensión de las interacciones metabólicas microbiano y huésped durante el envejecimiento para desarrollar estrategias contra las patologías asociadas con la edad".
No es la primera vez que se relaciona la flora intestinal con el envejecimiento. Investigaciones anteriores han desarrollado diferentes aspectos sobre el dinamismo de la microbiota intestinal y sus variaciones con el paso de los años, así como otros factores que pueden alterarla y contribuir al envejecimiento. El nuevo estudio añade más elementos para la comprensión de estos procesos y señala posibles mecanismos preventivos que podemos adoptar para alargar la vida.
Referencia
Microbiota-derived lactate activates production of reactive oxygen species by the intestinal NADPH oxidase Nox and shortens Drosophila lifespan. Igor Iatsenko et al. Immunity, 13 November 2018. DOI:10.1016/j.immuni.2018.09.017
Microbiota-derived lactate activates production of reactive oxygen species by the intestinal NADPH oxidase Nox and shortens Drosophila lifespan. Igor Iatsenko et al. Immunity, 13 November 2018. DOI:10.1016/j.immuni.2018.09.017