Los científicos han descubierto que la eliminación de un solo gen en una cepa particular de bacterias intestinales causa cambios en el metabolismo y reduce el aumento de peso en ratones, según un estudio publicado en la revista eLife .
La investigación proporciona un paso importante para comprender cómo el microbioma, la bacteria que vive en nuestro cuerpo, afecta el metabolismo.
Está bien establecido que el microbioma influye en el desarrollo de la obesidad y las enfermedades metabólicas como la diabetes. Pero aunque estas asociaciones son bien conocidas, las formas específicas en que el microbioma afecta el metabolismo son más difíciles de descifrar. Esto se debe a que el intestino lo contienemuchas especies de bacterias que producen muchos tipos diferentes de metabolitos. Desenredar sus diferentes efectos es un desafío importante.
En este estudio, los investigadores utilizaron una especie de 'bisturí genético' para eliminar un gen particular del microbioma y luego investigaron los efectos de este cambio en el metabolismo del huésped. Decidieron centrarse en un grupo de sustancias que ocurren naturalmente en el ser humanointestino llamado ácidos biliares. Se cree que los desequilibrios en el grupo de ácidos biliares contribuyen a la obesidad inducida por la dieta. Sin embargo, la cuestión de qué ácidos biliares específicos causan estos efectos sigue sin estar clara.
Para abordar esta pregunta, el equipo se centró en una clase de enzimas bacterianas llamadas hidrolasas de sal biliar. "Investigaciones anteriores han demostrado que estas hidrolasas juegan un papel importante en la regulación del metabolismo del huésped, pero no exactamente cómo", explica el autor principal Sloan Devlin,Profesor Asistente en el Departamento de Química Biológica y Farmacología Molecular de la Facultad de Medicina de Harvard, EE. UU. "Tomamos un enfoque novedoso para comprender el papel de estas enzimas controlando la actividad de una hidrolasa de sal biliar selectiva en el intestino del ratón".
Después de identificar una especie bacteriana con una hidrolasa de sal biliar que solo metaboliza ciertos tipos de sales biliares, generaron dos cepas de bacterias, una con la hidrolasa y otra sin ella, y las introdujeron en ratones libres de gérmenes.descubrieron que los ratones colonizados con la cepa deficiente en hidrolasa tenían cantidades mucho más altas de ciertas sales biliares no metabolizadas en el intestino.
Luego investigaron los efectos posteriores de la alteración de los niveles de sales biliares específicas en el metabolismo del ratón. Se sorprendieron al descubrir que los ratones colonizados con bacterias que carecían de hidrolasa ganaron menos peso que los ratones colonizados con las bacterias normales. También encontraron ellos animales tenían niveles más bajos de grasas y colesterol en la sangre y el hígado que aquellos con hidrolasa, y preferían metabolizar las grasas en lugar de los carbohidratos para obtener energía.
El análisis genético reveló que, además de las alteraciones relacionadas con el metabolismo, también hubo cambios en los genes que controlan el ritmo circadiano y la respuesta inmune. Esto sugiere que las alteraciones de los ácidos biliares causadas por bacterias pueden causar una gama más amplia de cambios en el huésped.
"El trabajo anterior ha demostrado que el microbioma en su conjunto afecta el metabolismo, pero nuestro trabajo proporciona una visión más reductiva", concluye el profesor Devlin. "Al mostrar que la eliminación de un solo gen da como resultado cambios posteriores en el metabolismo del huésped, establecemos estogen particular como objetivo potencial para el desarrollo futuro de medicamentos y proporcionar un paso hacia una comprensión más completa de cómo el microbioma afecta el metabolismo ".
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Materiales proporcionado por eLife . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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