Los ratones alimentados con una dieta rica en plantas son menos susceptibles a la infección gastrointestinal GI de un patógeno como el que actualmente se está investigando por una enfermedad generalizada E. coli brote relacionado con la lechuga romana, informan investigadores de UT Southwestern. Una cepa de E. coli conocido como EHEC, que causa inflamación debilitante y potencialmente mortal en el colon con síntomas como diarrea con sangre y vómitos, está implicado en varios brotes transmitidos por alimentos en todo el mundo cada año.
"Ha habido muchos rumores acerca de si una dieta basada en plantas es mejor para la salud intestinal que una dieta occidental típica, que es más alta en aceites y proteínas pero relativamente baja en frutas y verduras", dice Vanessa Sperandio, Ph.D., profesor de microbiología y bioquímica en UT Southwestern. "Así que decidimos probarlo".
Su estudio sobre un modelo de ratón de EHEC se publica esta semana en Microbiología de la naturaleza .
"Las dietas ricas en plantas son ricas en pectina, una sustancia similar a un gel que se encuentra en muchas frutas y verduras. La microbiota intestinal digiere la pectina en ácido galacturónico, que podemos inhibir la virulencia de EHEC", agrega.
"Esto es relevante para la salud pública porque los brotes de EHEC conducen a una colitis hemorrágica, que es debilitante y a veces causa la muerte, particularmente en los muy jóvenes y ancianos", dice ella.
Los patógenos intestinales como EHEC perciben la compleja química dentro del tracto gastrointestinal para competir con la microbiota residente del intestino para establecer un punto de apoyo, dice Sperandio. Durante siglos, los patógenos han desarrollado diferentes estrategias para competir contra el llamado bien o comensal,microbios que normalmente recubren el intestino.
Esos comensales incluyen cepas inofensivas de E. coli agrega que viven en los colonias de humanos y otros mamíferos, donde ayudan al proceso de digestión normal del huésped, agrega. La palabra comensal significa "comer en la misma mesa" y eso es lo que hacen las bacterias simbióticas que componen la microbiota intestinal.
Los comensales que recubren el intestino presentan una barrera significativa para los patógenos intestinales, explica Sperandio. EHEC y otros insectos gramnegativos similares superan esa barrera mediante el despliegue de un sistema de secreción llamado T3SS.
Los T3SS actúan como jeringas moleculares para inyectar una mezcla de proteínas de virulencia en las células que recubren el colon del huésped, desencadenando inflamación y síntomas de infección. Debido a que los ratones no se ven afectados por EHEC, los investigadores usan un patógeno similar, Citrobacter rodentium, en estudios con ratones,Sperandio explica.
"Nuestro estudio encuentra primero que lo bueno E. coli y los patógenos como EHEC usan diferentes azúcares como nutrientes ", dice, y agrega que los dos tipos de E. coli puede haber evolucionado para evitar competir por las mismas fuentes de energía. "Segundo, encontramos que la pectina en la dieta protege contra la vía que el EHEC patógeno utiliza para volverse más virulenta".
Otro tipo de bacteria intestinal comensal descompone la pectina de las frutas y verduras en la dieta, creando ácido galacturónico, un ácido de azúcar que el EHEC y C. rodentium usan de dos maneras. Inicialmente, el patógeno usa ese ácido de azúcar como fuente de energía para expandirseen el intestino, dice Sperandio.
"Una vez que el ácido del azúcar se agota, el patógeno cambia su estrategia de supervivencia, casi como accionar un interruptor", dice ella. En lugar de usar el ácido galacturónico como alimento, las bacterias infecciosas lo emplean en una vía de señalización que aumenta los EHEC yvirulencia de bacterias similares usando el T3SS similar a una jeringa.
En el estudio, los ratones alimentados con pectina durante aproximadamente una semana resistieron la infección. Al comparar los dos puntos de seis ratones alimentados con una dieta Chow con 5 por ciento de pectina extra de la cáscara de cítricos con cuatro ratones con una dieta típica, los investigadores encontraron una tasa mucho más baja deinfección en los ratones que comen pectina, dice Sperandio.
La cantidad de bacterias en el intestino del ratón se midió mediante controles diarios de heces y mediante el análisis de la cantidad de bacterias en una bolsa en la unión de los intestinos delgado y grueso, llamado ciego, al final del experimento.
Los investigadores encontraron que los ratones en el alimento enriquecido con pectina tenían alrededor de 10,000 bacterias en el ciego en comparación con 1 millón de bacterias en ratones en la dieta típica. El grupo de pectina también tenía menos síntomas, dice, y agrega que un nivel de pectina de 5el porcentaje parece evitar que el patógeno active su repertorio de virulencia.
Ella enfatiza que la investigación es un paso en un viaje para definir los mecanismos moleculares que gobiernan cómo las especies comensales en el intestino impactan la virulencia de los patógenos intestinales.
"Esto aún no se puede traducir a los humanos. Esperamos que una mejor comprensión de cómo se desarrolla la enfermedad intestinal conducirá a estrategias para reducir la incidencia o, al menos, los síntomas causados por estos patógenos gramnegativos, posiblemente a través de nuevas vacunas o medicamentos," ella dice.
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Materiales proporcionado por UT Southwestern Medical Center . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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