{"id":324363,"date":"2022-11-01T12:05:31","date_gmt":"2022-11-01T11:05:31","guid":{"rendered":"https:\/\/medizinonline.com\/las-bacterias-con-funcion-de-absorcion-registran-la-salud-intestinal\/"},"modified":"2022-11-01T12:05:31","modified_gmt":"2022-11-01T11:05:31","slug":"las-bacterias-con-funcion-de-absorcion-registran-la-salud-intestinal","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/medizinonline.com\/es\/las-bacterias-con-funcion-de-absorcion-registran-la-salud-intestinal\/","title":{"rendered":"Las bacterias con funci\u00f3n de absorci\u00f3n registran la salud intestinal"},"content":{"rendered":"

Investigadores de la ETH de Z\u00farich, el Inselspital y la Universidad de Berna est\u00e1n dotando a las bacterias intestinales de una funci\u00f3n de registro de datos para controlar qu\u00e9 genes est\u00e1n activos en las bacterias. Los microorganismos podr\u00e1n alg\u00fan d\u00eda diagnosticar enfermedades de forma no invasiva y registrar los efectos de una dieta sobre la salud.<\/strong><\/p>\n

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Nuestros intestinos albergan innumerables bacterias que nos ayudan a digerir los alimentos. Pero, \u00bfqu\u00e9 hacen exactamente los microorganismos del interior de nuestro cuerpo? \u00bfQu\u00e9 enzimas producen y cu\u00e1ndo? \u00bfY c\u00f3mo metabolizan las bacterias los alimentos beneficiosos para la salud que nos ayudan a evitar enfermedades? Para encontrar respuestas a estas preguntas, investigadores del Departamento de Ciencia e Ingenier\u00eda de Biosistemas de la ETH de Z\u00farich, en Basilea, han modificado bacterias para que funcionen como registradores de datos y registren informaci\u00f3n sobre la actividad de los genes. Junto con cient\u00edficos del Inselspital y de la Universidad de Berna, han probado ahora estas bacterias en ratones. Se trata de un paso importante para utilizar en el futuro las “bacterias sensoras” en medicina, por ejemplo para diagnosticar la desnutrici\u00f3n o saber qu\u00e9 dieta es la adecuada para un paciente.<\/p>\n

El sistema inmunitario se convierte en un registrador de datos<\/strong><\/p>\n

La funci\u00f3n de registro de datos fue desarrollada en los \u00faltimos a\u00f1os por investigadores de la ETH de Z\u00farich bajo la direcci\u00f3n de Randall Platt, catedr\u00e1tico de Ingenier\u00eda Biol\u00f3gica. Para ello, utilizaron el mecanismo Crispr\/Cas, un tipo de sistema inmunitario bacteriano que se encuentra en muchas especies de bacterias: si las bacterias son atacadas por virus, pueden incorporar fragmentos del material gen\u00e9tico v\u00edrico en una zona de su propio material gen\u00e9tico denominada matriz Crispr. De este modo, las bacterias recuerdan los virus con los que han estado en contacto y pueden combatirlos m\u00e1s r\u00e1pidamente en caso de una futura reinfestaci\u00f3n.<\/p>\n

Para poder utilizar este mecanismo como registrador de datos, los investigadores no buscan fragmentos gen\u00e9ticos procedentes de invasores virales, sino algo m\u00e1s: el mecanismo puede utilizarse de forma que las bacterias incorporen fragmentos de su propio ARN mensajero a la matriz Crispr. Los ARN mensajeros son mol\u00e9culas de instrucciones de construcci\u00f3n que las c\u00e9lulas utilizan para fabricar prote\u00ednas. Por tanto, los fragmentos de ARN mensajero proporcionan informaci\u00f3n sobre qu\u00e9 genes se est\u00e1n utilizando actualmente para producir prote\u00ednas. Para que esto funcionara bien, los investigadores introdujeron la matriz Crispr de la especie bacteriana Fusicatenibacter saccharivorans en una cepa de la bacteria intestinal Escherichia coli, considerada segura y aprobada como uno de los llamados probi\u00f3ticos. Parte de la transferencia fue el manual de construcci\u00f3n de una enzima llamada transcriptasa inversa, que puede transcribir el ARN en ADN. Esta enzima tambi\u00e9n transcribe la informaci\u00f3n del ARN mensajero a la forma de ADN, necesaria para su incorporaci\u00f3n en la matriz Crispr.<\/p>\n

Examen sin perturbar el cuerpo<\/strong><\/p>\n

Investigadores del Inselspital y de la Universidad de Berna dirigidos por Andrew Macpherson han administrado ahora esas bacterias intestinales modificadas a ratones en el laboratorio. El equipo recogi\u00f3 muestras fecales de estos animales, aisl\u00f3 el ADN bacteriano de las mismas y lo analiz\u00f3 mediante secuenciaci\u00f3n de ADN de alto rendimiento. Los investigadores pudieron reconstruir la informaci\u00f3n gen\u00e9tica de los fragmentos de ARN mensajero a partir de una enorme masa de datos utilizando la bioinform\u00e1tica. De este modo, los cient\u00edficos pudieron determinar de forma no invasiva la frecuencia con la que las bacterias intestinales producen cada mol\u00e9cula de ARN mensajero durante su estancia en el organismo y, por tanto, qu\u00e9 genes est\u00e1n activos.<\/p>\n

“Con el nuevo m\u00e9todo, podemos obtener informaci\u00f3n directamente del intestino sin tener que interrumpir la funci\u00f3n intestinal”, afirma Andrew Macpherson, profesor y jefe de gastroenterolog\u00eda del Inselspital de Berna. As\u00ed pues, este m\u00e9todo tiene ventajas sobre la colonoscopia, que puede resultar desagradable para los pacientes y siempre perturba la funci\u00f3n intestinal porque el intestino tiene que estar vac\u00edo para el examen.<\/p>\n

Determinar el estado nutricional<\/strong><\/p>\n

“Las bacterias son muy buenas detectando las condiciones ambientales y adaptando su metabolismo a condiciones cambiantes como la alimentaci\u00f3n”, explica Macpherson. En experimentos con ratones alimentados con diferentes dietas, los investigadores pudieron demostrar c\u00f3mo las bacterias adaptan su metabolismo al respectivo suministro de nutrientes. A los investigadores les gustar\u00eda seguir desarrollando el m\u00e9todo para poder utilizarlo alg\u00fan d\u00eda tambi\u00e9n para estudiar en pacientes c\u00f3mo influye la nutrici\u00f3n en el ecosistema intestinal y c\u00f3mo afecta esto a la salud. El m\u00e9todo se utilizar\u00e1 en el futuro para determinar el estado nutricional de ni\u00f1os o adultos. Bas\u00e1ndose en esto, se podr\u00eda diagnosticar la desnutrici\u00f3n o los m\u00e9dicos podr\u00edan decidir si un paciente necesita suplementos nutricionales. Los investigadores tambi\u00e9n pudieron detectar reacciones inflamatorias en el intestino. Administraron las bacterias sensoras a ratones con inflamaci\u00f3n intestinal, as\u00ed como a ratones sanos. De este modo, pudieron determinar el perfil espec\u00edfico de ARN mensajero de las bacterias intestinales que pasan al modo inflamatorio.<\/p>\n

Distinguir entre diferentes bacterias<\/strong><\/p>\n

Parte del estudio actual, publicado en la revista Science, es tambi\u00e9n un avance gracias al cual los cient\u00edficos pueden distinguir entre dos cepas bacterianas bas\u00e1ndose en “c\u00f3digos de barras” gen\u00e9ticos individuales. En el futuro, esto permitir\u00e1 estudiar la funci\u00f3n de las mutaciones gen\u00e9ticas en bacterias en animales de laboratorio. Los investigadores pueden utilizarlo para comparar el perfil del ARN mensajero de diferentes bacterias, por ejemplo las mutadas y las que no presentan mutaci\u00f3n. Gracias al registrador de datos moleculares, es posible por primera vez determinar este perfil mientras las bacterias atraviesan el intestino y no s\u00f3lo cuando est\u00e1n presentes en las heces. As\u00ed, los cient\u00edficos saben lo que ocurr\u00eda cuando las bacterias a\u00fan viv\u00edan en el intestino.<\/p>\n

Tambi\u00e9n ser\u00eda concebible seguir desarrollando el sistema para distinguir los perfiles de ARN de las bacterias del intestino delgado y grueso. Adem\u00e1s, la funci\u00f3n de registrador de datos tambi\u00e9n podr\u00eda incorporarse a otros tipos de bacterias. Esto posibilitar\u00eda las aplicaciones en la vigilancia medioambiental. Analizando las bacterias del suelo de un campo, por ejemplo, se podr\u00eda demostrar si se han utilizado herbicidas.<\/p>\n

Posibilidad de aplicaci\u00f3n segura<\/strong><\/p>\n

Los investigadores han solicitado una patente para el m\u00e9todo en s\u00ed, as\u00ed como para los perfiles de ARN caracter\u00edsticos que permiten extraer conclusiones sobre determinados nutrientes ingeridos, as\u00ed como sobre la salud intestinal. Sin embargo, antes de que las bacterias sensoras puedan utilizarse fuera de un laboratorio -incluso en pacientes-, los cient\u00edficos todav\u00eda tienen que aclarar cuestiones legales y de seguridad. Porque las bacterias est\u00e1n modificadas gen\u00e9ticamente. “En principio, existen posibilidades de utilizar microorganismos vivos modificados gen\u00e9ticamente como medios diagn\u00f3sticos o terap\u00e9uticos en medicina si se cumplen algunas condiciones”, explica Platt. De este modo, es posible modificar las bacterias sensoras para que necesiten determinados nutrientes y s\u00f3lo sobrevivan en el intestino del paciente. Fuera del intestino, estas bacterias mueren. La instalaci\u00f3n de mecanismos de seguridad adecuados es el siguiente paso hacia una aplicaci\u00f3n en medicina.<\/p>\n

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Fuente original:<\/p>\n

Schmidt F, et al.: Evaluaci\u00f3n no invasiva de la funci\u00f3n intestinal mediante c\u00e9lulas centinela de registro transcriptonal. Science, 12 de mayo de 2020, doi: 10.1126\/science.abm6038.<\/p>\n

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