Los microbios que ayudan a descomponer los alimentos en realidad le dicen al intestino cómo hacer mejor su trabajo, según un nuevo estudio en ratones de Duke.
Los investigadores dijeron que parece que los microbios pueden influir en cuáles de los genes del intestino entran en acción y, a su vez, esa interacción podría conducir a una remodelación de las células epiteliales que recubren el intestino para que coincidan con la dieta.
«El intestino es una interfaz fascinante entre un animal y el mundo en el que vive, y recibe información tanto de la dieta como de los microbios que alberga», dijo John Rawls, Ph.D., profesor de genómica molecular y microbiología en Duke. y director del Duke Microbiome Center.
El estudio apareció el 6 de mayo en la revista de acceso abierto Gastroenterología y Hepatología Celular y Molecular.
Para comenzar a analizar los mensajes que llegan de los microbios a las células del intestino, los investigadores de Duke compararon ratones criados sin microbios intestinales y aquellos con un microbioma intestinal normal. Los investigadores se centraron en la diafonía entre la transcripción del ARN (el ADN se copia en ARN) y las proteínas que activan o desactivan este proceso de copia en el intestino delgado, donde se produce la mayor parte de la absorción de grasas y otros nutrientes.
Si bien tanto los ratones libres de gérmenes como los normales pudieron metabolizar los ácidos grasos en una dieta rica en grasas, el hallazgo sorprendente fue que los animales libres de gérmenes utilizaron un conjunto de genes muy diferente para lidiar con una comida rica en grasas.
«Nos sorprendió encontrar que el libro de jugadas genéticas que usa el epitelio intestinal para responder a la grasa de la dieta es diferente dependiendo de si hay microbios o no», dijo Rawls.
Los investigadores también vieron que los microbios pueden ayudar al intestino a absorber las grasas.
«Es un hallazgo relativamente consistente en múltiples estudios, de nuestro laboratorio y otros, que los microbios en realidad promueven la absorción de lípidos», dijo Colin Lickwar, Ph.D., investigador asociado principal en el laboratorio de Rawls y primer autor del artículo. «Y eso, en algún nivel, también afecta los procesos sistémicos como el aumento de peso».
Los ratones libres de gérmenes vieron un aumento en la actividad de los genes involucrados en la oxidación de ácidos grasos, literalmente quemando ácidos grasos, para proporcionar combustible a las células del intestino.
«Por lo general, pensamos en el intestino simplemente haciendo su trabajo absorbiendo los nutrientes de la dieta a través del epitelio para compartirlos con el resto del cuerpo, pero el intestino también tiene que comer», dijo Rawls. «Entonces, lo que creemos que está sucediendo en los animales libres de gérmenes es que el intestino está consumiendo más grasa de lo que lo haría si los microbios estuvieran allí».
Y eso puede reflejar diferencias en la composición de las células epiteliales del intestino.
«Hay un montón de artículos recientes que muestran que existe una capacidad sustancial para cambiar la arquitectura más grande del intestino, así como en los programas genéticos individuales», dijo Lickwar. «Hay una notable cantidad de plasticidad en el intestino. En gran medida no lo entendemos, pero este documento aclara parte de ella».
Los investigadores centraron su esfuerzo en un factor de transcripción llamado HNF4-Alpha, que se sabe que regula los genes implicados en el metabolismo de los lípidos y los genes que responden a los microbios. «Pensamos que podría representar una interfaz o una encrucijada entre la interpretación de la información que proviene de fuentes microbianas o de grasas en la dieta», dijo Lickwar.
«Ciertamente es complicado, pero parece que identificamos que HNF4-Alpha es importante para integrar simultáneamente múltiples señales dentro del intestino», dijo Lickwar.
«Cada vez que los animales libres de gérmenes parecen inusuales, eso nos enseña algo sobre el gran impacto del microbioma en lo que consideramos una biología animal ‘normal'», dijo Rawls.
Esta investigación fue apoyada por los Institutos Nacionales de Salud (R01-DK093399, P01-DK094779, R01-DK113123, R01-DK111857, R01-DK081426, P01-HL020948), así como el consorcio Nuclear Receptor Signaling Atlas (NURSA, U24- 693 DK09774).
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Universidad de Duke. Original escrito por Karl Leif Bates. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
