Tenemos una relación simbiótica con los billones de bacterias que viven en nuestros cuerpos; nos ayudan, los ayudamos. Resulta que incluso hablan el mismo idioma. Y una nueva investigación de la Universidad Rockefeller y la Escuela Icahn deLa medicina en el Monte Sinaí sugiere que estos elementos comunes recientemente descubiertos pueden abrir la puerta a la flora intestinal "diseñada" que puede tener efectos terapéuticamente beneficiosos sobre la enfermedad.
"Lo llamamos mimetismo", dice Sean Brady, director del Laboratorio de Moléculas Pequeñas Codificadas Genéticamente de la Universidad Rockefeller, donde se realizó la investigación. El avance se describe en un artículo publicado esta semana en la revista Naturaleza .
En un descubrimiento de doble cañón, Brady y el co-investigador Louis Cohen descubrieron que las bacterias intestinales y las células humanas, aunque diferentes en muchos aspectos, hablan básicamente el mismo lenguaje químico, basado en moléculas llamadas ligandos.desarrolló un método para manipular genéticamente la bacteria para producir moléculas que tienen el potencial de tratar ciertos trastornos al alterar el metabolismo humano. En una prueba de su sistema en ratones, la introducción de bacterias intestinales modificadas condujo a niveles reducidos de glucosa en sangre y otros cambios metabólicos enlos animales.
suplantación molecular
El método implica la relación de bloqueo y clave de los ligandos, que se unen a los receptores en las membranas de las células humanas para producir efectos biológicos específicos. En este caso, las moléculas derivadas de bacterias están imitando ligandos humanos que se unen a una clase dereceptores conocidos como GPCR, para receptores acoplados a proteínas G.
Muchos de los GPCR están implicados en enfermedades metabólicas, dice Brady, y son los objetivos más comunes de la terapia con medicamentos. Y están convenientemente presentes en el tracto gastrointestinal, donde también se encuentran las bacterias intestinales ".para hablar con las bacterias ", dice Brady," vas a hablar con ellas allí mismo ". Las bacterias intestinales son parte del microbioma, la comunidad más grande de microbios que existen en y sobre el cuerpo humano.
En su trabajo, Cohen y Brady diseñaron bacterias intestinales para producir ligandos específicos, N-acilamidas, que se unen con un receptor humano específico, GPR 119, que se sabe que está involucrado en la regulación de la glucosa y el apetito, y que previamentesido un objetivo terapéutico para el tratamiento de la diabetes y la obesidad. Los ligandos bacterianos que crearon resultaron ser casi idénticos estructuralmente a los ligandos humanos, dice Cohen, profesor asistente de gastroenterología en la Escuela de Medicina Icahn en el Monte Sinaí.
Manipulando el sistema
Entre las ventajas de trabajar con bacterias, dice Cohen, que pasó cinco años en el laboratorio de Brady como parte del Programa de eruditos clínicos de Rockefeller, es que sus genes son más fáciles de manipular que los humanos y ya se sabe mucho sobre ellos ".los genes para todas las bacterias dentro de nosotros se han secuenciado en algún momento ", dice.
En proyectos pasados, los investigadores en el laboratorio de Brady han extraído microbios del suelo en busca de agentes terapéuticos naturales. En este caso, Cohen comenzó con muestras de heces humanas en su búsqueda de bacterias intestinales con ADN que podía diseñar. Cuando las encontró, éllos cloné y los empaqué dentro E. coli bacteria, que es fácil de cultivar. Luego pudo ver qué moléculas diseñó E. coli se estaban haciendo cepas.
Aunque son producto de microorganismos no humanos, Brady dice que es un error pensar que los ligandos bacterianos que crean en el laboratorio son extraños ". El mayor cambio de pensamiento en este campo en los últimos 20 años es que nuestra relacióncon estas bacterias no es antagónico ", dice." Son parte de nuestra fisiología. Lo que estamos haciendo es aprovechar el sistema nativo y manipularlo para nuestro beneficio ".
"Este es un primer paso en lo que esperamos sea un interrogatorio funcional a mayor escala de lo que pueden hacer las moléculas derivadas de los microbios", dice Brady. Su plan es expandir y definir sistemáticamente la química que está utilizando elbacterias en nuestras entrañas para interactuar con nosotros. Resulta que nuestros vientres están llenos de promesas.
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Materiales proporcionado por Universidad Rockefeller . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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