A medida que crecen las preocupaciones sobre las cepas mortales resistentes a los antibióticos de la bacteria 'superbacteria', los científicos del Instituto Salk están ofreciendo una posible solución al problema: las bacterias 'superhéroe' que viven en el intestino y se mueven a otras partes del cuerpo para aliviarefectos secundarios potencialmente mortales causados por infecciones.
En un artículo publicado el 30 de octubre de 2015 en ciencia , los investigadores de Salk informaron haber encontrado una cepa de micro bioma Escherichia coli bacterias en ratones capaces de mejorar la tolerancia de los animales a las infecciones de los pulmones y los intestinos al prevenir el desgaste, una pérdida común y potencialmente mortal de tejido muscular que ocurre en infecciones graves. Si se encuentra una cepa protectora similar en humanos,podría ofrecer una nueva vía para contrarrestar el desgaste muscular, un resultado común y mortal de pacientes que sufren de sepsis e infecciones adquiridas en el hospital, muchas de las cuales ahora son resistentes a los antibióticos.
"Los tratamientos para la infección se han centrado durante mucho tiempo en erradicar el microbio ofensivo, pero lo que realmente mata a las personas no son las bacterias en sí mismas: es el daño colateral que hace al cuerpo", dice Janelle Ayres, profesora asistente de Salk en el NomisFundación Laboratorios de Inmunobiología y Patogenia Microbiana e investigador principal del estudio.
"Nuestros hallazgos sugieren que prevenir el daño, en este caso la pérdida de masa muscular, puede evitar los aspectos más potencialmente mortales de una infección", agrega. "Y al no intentar matar al patógeno, no estásalentando la evolución de las cepas mortales resistentes a los antibióticos que están matando personas en todo el mundo. Podríamos ser capaces de luchar contra las superbacterias con los insectos 'superhéroes' ".
Una vez que la droga más poderosa y revolucionaria, los antibióticos parecen haber alcanzado sus límites, debido a la capacidad de las bacterias para desarrollar rápidamente la resistencia a los medicamentos. El aumento de la resistencia a los antibióticos representa una grave amenaza para las personas en todo el mundo, como enfermedadesuna vez que se controla fácilmente, repele todos los intentos de tratamiento. Un estudio reciente encontró que hasta la mitad de las bacterias que causan infecciones en los hospitales de EE. UU. después de una cirugía son resistentes a los antibióticos estándar.
Solo en los Estados Unidos, dos millones de personas se infectan anualmente con bacterias resistentes a los antibióticos y al menos 23,000 personas mueren cada año como resultado directo de estas infecciones, según los Centros para el Control de Enfermedades de EE. UU.
"Los antibióticos fueron un gran paso para la medicina, pero ese modelo de matar bacterias con drogas claramente tiene sus debilidades", dice Alexandria Palaferri Schiebe, investigadora asociada en el laboratorio de Ayres y coautora del nuevo artículo. "La mayoría de los investigadoresestán buscando nuevos antibióticos, pero esto alimenta la carrera armamentista entre médicos y bacterias. Centrarse en la tolerancia a la enfermedad, prevenir el daño causado por la enfermedad, en lugar de la erradicación microbiana es un nuevo paradigma de terapia para enfermedades infecciosas ".
Con la esperanza de encontrar nuevos métodos para contrarrestar las infecciones, el equipo de Ayres recurrió al microbioma, la comunidad de microbios que viven, generalmente de manera armoniosa, dentro de nuestros cuerpos. En el cuerpo humano, los microbios superan en número a las células en 10 a 1 y formantanto como el 3 por ciento del peso corporal. A pesar de esto, se sabe relativamente poco acerca de cómo estos pequeños pasajeros interactúan con nuestro desarrollo, metabolismo y sistema inmunológico.
Ayers comenzó a estudiar la tolerancia a las enfermedades como estudiante de posgrado, con la hipótesis de que el microbioma intestinal podría contener bacterias que podrían proteger contra el daño causado por las infecciones. "Hay mucha evidencia para respaldar esta idea, pero hasta ahora nadie había identificado talcepa o se muestra el mecanismo por el cual una bacteria proporcionaría tolerancia a la enfermedad ", dice Ayres.
El equipo de Salk identificó una población de ratones de laboratorio que parecían resistentes al desgaste muscular. Al comparar la composición del microbioma intestinal de estos ratones con los ratones que carecían de resistencia, el equipo identificó una cepa de E. coli que estaba presente solo en los ratones resistentes al desgaste. Cuando a los ratones normales se les dio un tratamiento oral de este beneficio E. coli tensión, ganaron la capacidad de mantener su masa muscular y grasa durante las infecciones intestinales de la bacteria Salmonella typhimurium y neumonía causada por la bacteria Burkholderia thailandensis .
El siguiente paso fue descubrir cómo las bacterias estaban otorgando esta tolerancia a los ratones. Colaborando con el laboratorio del profesor Salk Ronald Evans, el equipo de Ayres descubrió que durante una infección por la bacteria patológica, el E. coli dejó el intestino y se movió hacia los tejidos grasos para inducir respuestas protectoras que nutren los músculos.
Normalmente, los ratones con infecciones pulmonares e intestinales ven una caída en una hormona conocida como factor de crecimiento similar a la insulina 1 IGF-1, una molécula que le indica al cuerpo que retenga la masa muscular. Pero el protector E. coli activó la vía IGF-1 en los tejidos grasos, manteniendo niveles normales de IGF-1 y manteniendo el músculo del animal a pesar de las infecciones patógenas.
El equipo de Salk descubrió que el E. coli la cepa estaba activando la vía de mantenimiento muscular IGF-1 a través de un intermediario, un complejo molecular en las células conocido como inflamasoma. Parte del sistema inmune innato del cuerpo, el inflamasoma responde a una infección desencadenando inflamación en el área infectada para destruir elmicrobios ofensivos. E. coli usó este mismo sistema de alarma para decirle al cuerpo que mantenga los niveles de IGF-1 y, por lo tanto, la masa muscular.
Queda por ver si un 'superhéroe' microbiano podría rescatar a los humanos con infecciones aún está por verse. El equipo de Ayres está estudiando cuánto tiempo el E. coli la cepa puede contener a los patógenos y si el sistema inmunitario del cuerpo eventualmente erradicará por completo las bacterias dañinas. También están comenzando a examinar si ese microbio existe en los humanos.
"Hay muchas cosas que aún necesitamos entender, pero esta es una señal muy prometedora de que los microbios podrían usarse como medicina", dice Ayres. "Puede ofrecer una vía completamente nueva para el tratamiento de infecciones, incluso aquellas que son resistentes a los antibióticos, al tiempo que evita el surgimiento de nuevas cepas resistentes ".
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Materiales proporcionados por Instituto Salk . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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