Bacterias por la tolerancia

Es probable que las propias bacterias sean en parte responsables de mantener la integridad intestinal

La semana pasada hablábamos de nuevos descubrimientos que apuntaban a la autoinmunidad como causa de la enfermedad de la narcolepsia. La autoinmunidad es una pérdida de la tolerancia a lo propio, es decir, a moléculas de nuestras propias células que, en un momento dado, por diversas razones, son identificadas como extrañas, por lo que su presencia deja de ser tolerada por el sistema inmune, que las ataca. Sin embargo, nuestras células no son las únicas interesadas en ser toleradas por el sistema inmune.

Como sabemos, nuestros intestinos están poblados por cientos de especies bacterianas que viven en simbiosis con nosotros. Estas bacterias pueblan un entorno de ensueño para ellas, ya que viven en un lugar donde la temperatura es paradisiaca, y donde, cada pocas horas, “llueve” un abundante maná de alimentos y líquidos nutritivos.

Estas bacterias nos ayudan a digerir determinados alimentos y producen algunas vitaminas que son importantes para nosotros, pero siguen siendo bacterias y, si son identificadas por el sistema inmune, serán atacadas. Por esta razón, las bacterias intestinales, durante su evolución con nosotros, han debido desarrollar estrategias moleculares para aumentar la tolerancia del sistema inmune y evitar así que este las ataque.

Esta tolerancia es fundamental para nuestra salud. La identificación de las bacterias intestinales como extrañas y la activación subsiguiente del sistema inmune, puede conducir a la enfermedad inflamatoria intestinal, una enfermedad crónica caracterizada por una inadecuada respuesta del sistema inmune frente a la flora intestinal, enfermedad que acaba por dañar la integridad del intestino. Es probable que las propias bacterias sean en parte responsables de mantener la integridad intestinal para evitar que el sistema inmune pueda atacarlas.

En efecto, se han identificado especies bacterianas que participan en mantener los niveles adecuados de tolerancia no solo frente a ellas, sino frente a otras especies de bacterias. Una de estas especies es Enterococcus faecium, una bacteria que ha sido incluso usada como agente probiótico, es decir, como un microrganismo que promueve la salud.

Aunque parece clara la capacidad de E. faecium para atenuar la susceptibilidad a bacterias intestinales patógenas, como Salmonella, causante de la salmonelosis, lo que no era conocido hasta ahora era por qué mecanismos moleculares E. faecium puede atenuar la actividad patógena de otras bacterias menos amigables que ella. El descubrimiento de estos mecanismos tal vez pudiera conducir a la identificación de nuevas moléculas que podrían ser utilizadas para tratar las enfermedades intestinales causadas por bacterias.

Manteniendo la integridad

Para intentar averiguar estos mecanismos, un grupo de investigadores de la Universidad de Rockefeller, en Nueva York, realizan una serie de experimentos. En primer lugar, dejan que E. faecium colonice el intestino de algunos gusanos de laboratorio C. elegans. Una vez producida la colonización, infectan con Salmonella a estos gusanos y a otros que no han sido colonizados con E. faecium, o que lo han sido con una bacteria no probiótica, y estudian su supervivencia. Los científicos comprueban que los gusanos cuyos intestinos han sido colonizados por E. faecium, y solo estos, sobreviven mejor a la infección con Salmonella.

La protección que ofrece E. faecium frente a Salmonella podría ser debida simplemente a que, en presencia de esta bacteria, Salmonella no podría establecerse en el intestino de estos gusanos, tal vez por falta de sitio, al estar este ocupado por E. faecium. Por esta razón, los investigadores estudian si la infección con Salmonella conduce o no a la implantación de esta bacteria en el intestino de los gusanos. Los estudios que realizan confirman que tanto si el intestino está colonizado por E. faecium como si no, Salmonella se implanta de manera similar en el intestino de los gusanos, por lo que E. faecium debe proteger frente a esta infección por procesos que no impiden que Salmonella se implante en el intestino.

¿Protege E. faecium solo frente a Salmonella o también frente a otras especies de bacterias patógenas? En otros estudios, los científicos demuestran que el papel protector de E. faecium se extiende también a otras especies de bacterias. Esto sugería que tal vez E. faecium produjera una sustancia con capacidad protectora frente a numerosas bacterias. En otra serie de experimentos, los investigadores identifican una sustancia liberada al exterior por E. faecium. Esta sustancia pertenece a la familia de los péptidoglicanos, que son combinaciones de cortas cadenas de aminoácidos y azúcares, muy comunes en la pared de las bacterias.

Los investigadores son capaces de aislar y purificar esta sustancia y tratar con ella a los gusanos de laboratorio infectados con Salmonella para estudiar sus capacidades protectoras frente a la infección. Comprueban así que esta sustancia protege frente a la infección con Salmonella y lo hace mediante su capacidad de mantener la integridad de la barrera epitelial del intestino, lo que impide a Salmonella penetrar al interior del organismo y ser detectada por el sistema inmune. Por último, los investigadores comprueban que esta sustancia también es capaz de proteger a ratones de laboratorio frente a la infección intestinal de Salmonella.

Estos estudios indican que algunas bacterias han aprendido a convivir con nosotros ayudando a mantener intacta la barrera intestinal que las separa del resto del organismo y, en particular, del sistema inmune que puede atacarlas. Las sustancias que producen para este fin podrán tal vez ser utilizadas para tratar enfermedades intestinales relacionadas con la pérdida de integridad del epitelio intestinal que conduce a la activación del sistema inmune.

Referencia: Kavita J. Rangan et al. (2016).  A secreted bacterial peptidoglycan hydrolase enhances tolerance to enteric pathogens. 23 SEPTEMBER 2016 • VOL 353 ISSUE 6306, pp 1434. http://science.sciencemag.org/content/353/6306/1434