Científicos descubren un sistema de señalización del microbioma que podría abrir nuevas vías para tratar la constipación relacionada con el SII
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ROCHESTER, Minnesota — Investigadores de Mayo Clinic han descubierto que las señales químicas producidas por las bacterias intestinales actúan conjuntamente para controlar la motilidad intestinal. Una señal bacteriana ayuda a estimular la motilidad intestinal, mientras que otra prepara a las células intestinales para responder con mayor intensidad, amplificando el efecto.
La investigación amplía el conocimiento de los científicos sobre cómo el microbioma intestinal se comunica con el organismo, y va más allá del enfoque tradicional centrado en bacterias individuales o moléculas bacterianas.
Los hallazgos, publicados en Proceedings of the National Academy of Sciences, apuntan a una posible nueva dirección para los tratamientos basados en el microbioma: restaurar combinaciones de señales microbianas en lugar de dirigirse a un único microorganismo o molécula. La estrategia podría tener implicaciones para el síndrome del intestino irritable con predominio de estreñimiento, una enfermedad crónica caracterizada por dolor abdominal y estreñimiento.
"El microbioma intestinal está compuesto por billones de microorganismos que producen una gran variedad de mensajes químicos que interactúan con las células de todo el tracto digestivo", afirma Purna Kashyap, M.B.B.S., gastroenterólogo de Mayo Clinic, director del Programa de Microbiómica de Mayo Clinic y uno de los autores principales del estudio. "Descifrar cómo funcionan esas señales en combinación nos proporciona una imagen mucho más precisa de lo que está alterado en la enfermedad y de lo que habría que restaurar para recuperar la función normal."
Cómo funcionan las señales bacterianas en combinación
Los investigadores se centraron en dos moléculas bacterianas: hipoxantina y butirato. Investigaciones anteriores de Mayo Clinic detectaron niveles más bajos de ambas en pacientes con síndrome del intestino irritable con predominio de estreñimiento. Ese hallazgo llevó a los investigadores a plantearse una pregunta más profunda: ¿Cómo afectan estas moléculas a la motilidad intestinal?
En el nuevo estudio, los investigadores descubrieron que la hipoxantina estimula a células especializadas que recubren el intestino para que liberen serotonina, un mensajero químico que ayuda a desplazar los alimentos por el tracto digestivo. El butirato actúa de manera diferente. Prepara a las células para responder con mayor intensidad a la hipoxantina, amplificando el efecto.
Estas células especializadas, llamadas células enterocromafines, actúan como centros donde convergen diferentes señales microbianas. Ayudan al intestino a recibir y responder a múltiples mensajes químicos al mismo tiempo.
Los investigadores siguieron esa cadena de acontecimientos desde lo que ocurre dentro de una sola célula intestinal hasta cómo se desplaza el contenido por el intestino. Utilizaron células intestinales cultivadas en laboratorio, modelos intestinales en miniatura llamados organoides, tejido intestinal y bacterias modificadas genéticamente para reconstruir cada parte del proceso.
Gianrico Farrugia, M.D., presidente y CEO de Mayo Clinic y coautor del estudio, es gastroenterólogo y su investigación se ha centrado en los mecanismos que controlan la función gastrointestinal.
"Tenemos la oportunidad de ir más allá del tratamiento de las consecuencias de la enfermedad y avanzar hacia la restauración de la función en los pacientes", afirma el Dr. Farrugia. "Eso comienza por responder a las preguntas sin respuesta que vemos en nuestros pacientes y seguir investigando los procesos biológicos hasta comprender el mecanismo. Con ese nivel de comprensión, podemos descubrir nuevas posibilidades de tratamiento y, en última instancia, avanzar hacia nuevas curas."
Próximos pasos
Los investigadores quieren determinar a continuación si identificar combinaciones de señales microbianas que estén alteradas en pacientes individuales podría, con el tiempo, ayudar a orientar el tratamiento. Investigaciones futuras explorarán si restaurar señales complementarias puede mejorar la motilidad intestinal, con el objetivo a más largo plazo de desarrollar terapias basadas en el microbioma dirigidas de manera más precisa.
La investigación contó con el apoyo de los National Institutes of Health, Centro para Medicina Personalizada en Mayo Clinic, Programa de Microbiómica de Mayo Clinic y otras organizaciones. Uno o más investigadores del equipo son inventores de una tecnología relacionada con esta investigación. Para la lista completa de autores, declaraciones y financiación, consulte el estudio.
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