Un nuevo estudio dirigido por investigadores de la Escuela de Salud Pública TH Chan de Harvard y el Instituto Broad del MIT y Harvard es el primero en observar el complejo conjunto de eventos químicos y moleculares que interrumpen el microbioma y desencadenan respuestas inmunes durante los brotesde enfermedades inflamatorias del intestino EII, incluida la enfermedad de Crohn y la colitis ulcerosa.
Si bien los estudios anteriores han catalogado los cambios microbianos durante la EII, los investigadores de este estudio desarrollaron una caja de herramientas de biotecnología única para comprender por qué los microbiomas cambian durante la EII y cómo esto provoca una reacción inflamatoria poco saludable. Estas herramientas les permitieron medir los cambios químicos microbianos y el gen humanocambios regulatorios, que posiblemente permitan nuevas terapias en el futuro.
El estudio, que incluyó a docenas de colaboradores, fue parte de la segunda fase del Proyecto del Microbioma Humano HMP. El proyecto, cuya primera fase fue lanzada en 2007 por el Fondo Común de los Institutos Nacionales de Salud NIH,El objetivo de caracterizar el microbioma en adultos sanos y en personas con enfermedades específicas asociadas con el microbioma La fase más reciente del trabajo comenzó en 2013 con el apoyo de todo el NIH y con el mandato de separar los mecanismos moleculares subyacentes a los roles del microbioma en la enfermedad..
"El Proyecto del Microbioma Humano en general ha sido un esfuerzo emblemático para comprender las contribuciones del microbioma a la salud y para crear una comunidad de investigadores que puedan estudiar el microbioma para descubrir nuevos diagnósticos y terapias para la enfermedad", dijo Curtis Huttenhower, profesor de computación computacionalbiología y bioinformática en la Harvard Chan School y miembro asociado del Broad Institute y autor principal del estudio. "Nuestros resultados de este estudio allanan el camino para la detección temprana de los brotes futuros en la actividad de la enfermedad, que luego puede tratarse agresivamente, opotencialmente para nuevas oportunidades terapéuticas bioquímicas para alentar la remisión completa de la EII ".
El hallazgo se publicará el 29 de mayo de 2019 en Naturaleza .
El microbioma intestinal es una comunidad de billones de microbios, incluidas bacterias, virus y hongos. Cada persona tiene un microbioma distinto, y la investigación indica que el microbioma juega un papel importante en numerosas enfermedades, incluida la EII, que afecta a más de 3.5millones de personas en todo el mundo y su prevalencia está creciendo. La EII es una enfermedad crónica que se caracteriza por períodos de remisión seguidos de brotes en los que la enfermedad se activa.
Para este estudio, el análisis más completo hasta la fecha de las interacciones de microbiomas humanos durante la EII, los investigadores siguieron a 132 participantes durante un año y compararon a los pacientes con enfermedad de Crohn y colitis ulcerosa con un grupo de control de participantes que no tenían EII. Los participantes proporcionaron muestras de hecescada dos semanas, muestras de sangre aproximadamente una vez por trimestre, y un conjunto de biopsias de colon al inicio del estudio para su análisis. En total, se analizaron 2.965 muestras de heces, biopsias y sangre con un conjunto de análisis molecular, celular y clínico sin precedentesherramientas para comprender la bioquímica detallada de la enfermedad.
Primero, estas medidas detalladas facilitaron la observación y confirmación de los hallazgos de estudios previos, como la reducción de la diversidad ecológica intestinal general y la ganancia y pérdida de microbios "pro" y "antiinflamatorios" específicos durante la enfermedad.
Más importante aún, el conjunto de herramientas implementadas para este estudio permitió a los investigadores determinar las razones de los cambios. Los resultados mostraron que durante los períodos de actividad de la enfermedad, las personas con EII tenían menos productos químicos derivados de microbios, lo que, según especulaban, podría deberse aUna combinación de factores, que incluyen un metabolismo microbiano menos beneficioso, una absorción de nutrientes más pobre, mayores niveles de agua o sangre en los intestinos y movimientos intestinales más urgentes. Estos factores disminuyeron la estabilidad general del ecosistema microbiano intestinal, lo que condujo a más episodios de respuestas inmunes inadecuadasy reacción exagerada al microbioma intestinal normal entre pacientes con EII.
Específicamente, durante los períodos de actividad de la enfermedad, las personas con EII tenían niveles más altos de ácidos grasos poliinsaturados, incluidos adrenato y araquidonato. Los investigadores también descubrieron que el ácido nicotinúrico se encontraba casi exclusivamente en las heces de los pacientes con EII y que los niveles de vitaminas B5 yB3 se agotaron particularmente en el intestino de las personas con EII.
El equipo también descubrió que los ácidos biliares, un conjunto de compuestos hechos por humanos pero modificados químicamente por microbios intestinales, también se interrumpieron durante la EII, junto con la regulación molecular en grupos de microbios. Estos incluían un grupo de bacterias relacionadasal género Subdoligranulum que son transportados por casi todos, pero se agotan durante la inflamación y que no se han aislado ni caracterizado previamente.
En general, los hallazgos proporcionan la instantánea más detallada hasta la fecha del microbioma en personas con EII, durante estados de enfermedad activa y no activa. Los hallazgos mostraron que las diferentes formas de EII, la enfermedad de Crohn en comparación con la colitis ulcerosa, por ejemplo- tuvo diferentes efectos sobre la actividad y composición del microbioma. Los investigadores dijeron que los hallazgos proporcionan nuevos objetivos prometedores para posibles tratamientos de EII, incluidos los ácidos grasos poliinsaturados, los derivados de ácidos biliares y las vías de respuesta inmune humana, así como nuevos datos, herramientas,y protocolos que permitirán futuras investigaciones sobre la EII y el microbioma.
"Dado lo estrechamente conectado que está el microbioma con nuestra salud y bienestar, estos resultados arrojan algo de luz sobre cómo podríamos evitar los problemas que surgen cuando esta relación falla, y cómo podríamos ser mejores administradores de estos compañeros de toda la vida,"dijo Jason Lloyd-Price, quien trabajó en el estudio mientras era científico investigador en Harvard Chan School y Broad Institute y fue el autor principal del artículo.
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Materiales proporcionado por Harvard TH Chan Escuela de Salud Pública . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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