En los últimos años, numerosas enfermedades se han relacionado con variaciones en la microbiota intestinal. La industria de probióticos de rápido crecimiento se enfoca en la salud intestinal e intestinal mediante el desarrollo de productos basados principalmente en cultivos de enzimas y bacterias. Pero un nuevo estudio ahora sugiere que la salud física y física subyacenteLas fuerzas intestinales son tan importantes como las bacterias que se encuentran en el interior de las comunidades de microbiota intestinal, y ofrece información sobre los problemas experimentados por los humanos con un defecto de nacimiento llamado enfermedad de Hirschsprung.
Publicación 26 de julio de 2016 en la revista de acceso abierto PLOS Biología , los científicos de la Universidad de Oregón han utilizado el pez cebra vivo y la microscopía tridimensional para rastrear las interacciones entre las bacterias intestinales en tiempo real, lo que lleva a un descubrimiento inesperado: las contracciones mecánicas que mueven el contenido a través del intestino son factores de vital importancia para la competencia bacteriana.
"Los nuevos hallazgos podrían ayudar a mejorar tales esfuerzos y guiar nuevos tratamientos para enfermedades del sistema gastrointestinal", dijo Raghuveer Parthasarathy, profesor de física y autor correspondiente del artículo. "Esta investigación muestra que el entorno físico y la actividad del huéspedEl intestino puede ser un determinante importante de la composición bacteriana del intestino, una idea que creemos que generalmente debe influir en cómo abordamos los problemas de salud y enfermedad ".
Inicialmente, los investigadores utilizaron técnicas estándar no basadas en imágenes para aprender que dos especies bacterianas nativas del pez cebra - Aeromonas veronii y Vibrio cholerae - muestra abundancias muy diferentes en el intestino del pez cebra larval. Cuando el pez cebra cuyos intestinos fueron colonizados por primera vez Aeromonas fueron presentados a Vibrio , Aeromonas las poblaciones eran pequeñas y variables. Una interpretación convencional, dijo Parthasarathy, apuntaría a una reducción de la Aeromonas 'tasa de crecimiento en presencia de Vibrio , pero los investigadores decidieron profundizar.
Para buscar un mecanismo, los investigadores recurrieron a la microscopía de fluorescencia de lámina de luz, una técnica que permite obtener imágenes 3-D rápidas y de alta resolución. Utilizando una configuración personalizada desarrollada anteriormente en el laboratorio de Parthasarathy, larvas de pez cebra que contienen las dos especies bacterianasse tomaron imágenes cada 20 minutos durante 14 horas, lo que permitió a los investigadores mapear con precisión las poblaciones bacterianas en el intestino.
Esto reveló caídas repentinas y dramáticas en el Aeromonas poblaciones, dependiendo de la presencia de Vibrio , seguido de un repunte a las tasas de crecimiento normales. El Aeromonas los investigadores descubrieron que el colapso de la población está relacionado con el peristaltismo: la contracción rítmica y la relajación del intestino. Las dos especies bacterianas reaccionaron de manera diferente a los movimientos intestinales. Vibrio "se extendió como un enjambre de abejas", dijo Parthasarathy, "y no se vio perturbado por el peristaltismo, mientras que Aeromonas agregado en ubicaciones particulares que llevaron a su expulsión "
Para confirmar la conexión, los investigadores examinaron las dos especies bacterianas en el pez cebra que llevan una mutación que conduce a la pérdida del sistema nervioso entérico, una red similar al cerebro en el revestimiento del tejido del tracto gastrointestinal que orquesta el peristaltismo. En ausenciade peristalsis, la bacteria coexistió sin competencia.
En humanos, esta mutación es típica de pacientes con enfermedad de Hirschsprung, un defecto congénito que afecta las células nerviosas en el intestino grueso y los músculos involucrados en el peristaltismo. Usualmente visto en bebés poco después del nacimiento, conduce a materia fecal atrapada, infección y"Los hallazgos abren una nueva ventana a los problemas que ocurren en pacientes con peristaltismo problemático", dijo la coautora Judith S. Eisen. "Nuestro trabajo proporciona nuevos conocimientos sobre este tipo de interacciones entre el huésped y el microbio y también puede generar nuevas ideas sobreenfoques terapéuticos para la enfermedad humana ".
Otra coautora, Karen Guillemin, señaló que "alrededor del 30 por ciento de los pacientes [de Hirschsprung] desarrollan lo que se llama enterocolitis asociada a Hirschsprung, que es inflamación del colon, y es probable que sea una consecuencia de este microbioma alterado.Nuestro trabajo proporciona una nueva visión mecanicista de lo que podría estar causando la inflamación ".
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Materiales proporcionados por PLOS . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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