Cómo los microbios intestinales pueden evolucionar y volverse peligrosos

Los microbios intestinales se han relacionado tanto con la buena salud como con la promoción de enfermedades como los trastornos autoinmunes, las enfermedades inflamatorias del intestino, el síndrome metabólico e incluso los trastornos neuropsiquiátricos.

Una explicación popular para estos malos resultados ha sido lo que se llama la hipótesis del «intestino permeable», en la que se dice que las bacterias potencialmente dañinas escapan del intestino, desencadenando una respuesta inflamatoria crónica que puede contribuir a una variedad de enfermedades.

«Pero un misterio ha sido cómo las bacterias potencialmente patógenas pueden existir en personas sanas durante décadas sin consecuencias aparentes para la salud», dijo Noah Palm, profesor asistente de inmunobiología en Yale.

En un nuevo estudio publicado el 13 de julio, Palm y un equipo de científicos de Yale ofrecen nuevos conocimientos sobre este misterio. Escribiendo en el diario Naturalezadescriben cómo las bacterias intestinales pueden evolucionar con el tiempo, volviéndose más patógenas al adquirir la capacidad de migrar a través de la barrera intestinal y persistir en órganos fuera del intestino, lo que genera inflamación crónica y patologías asociadas.

Para el estudio, el equipo de Yale estudió la genética y el comportamiento de una especie de bacteria potencialmente patógena que introdujeron en ratones libres de gérmenes, una especie que carece de sus propios microbios intestinales. Con el tiempo, encontraron que estos microbios se dividieron en dos poblaciones distintas: una que se comportó de manera similar a la cepa ancestral y otra que adquirió pequeñas mutaciones de ADN que les permitieron vivir en las mucosas del intestino y persistir en los ganglios linfáticos y el hígado. después de escapar del intestino.

A diferencia de los patógenos tradicionales que provocan una rápida eliminación inmunitaria, estas pequeñas colonias de bacterias reubicadas permanecen semiescondidas en los órganos y pueden evitar la atención del sistema inmunitario, al menos temporalmente. Sin embargo, los autores encontraron que su presencia a lo largo del tiempo puede eventualmente desencadenar patologías inflamatorias como las enfermedades autoinmunes. Este fenómeno puede explicar, al menos parcialmente, por qué algunas personas con bacterias potencialmente patógenas nunca se enferman, pero por qué el riesgo de enfermedad aumenta con la edad, dicen los investigadores.

Esta capacidad de las bacterias intestinales de volverse más patógenas está impulsada por un fenómeno conocido como «evolución dentro del huésped», que explica por qué las especies bacterianas individuales que viven en nuestros intestinos pueden adaptarse y evolucionar a lo largo de nuestras vidas, dicen los investigadores. . Este hallazgo sugiere que los factores ambientales que influyen en el ritmo o la trayectoria de la evolución dentro del huésped también tendrán efectos importantes en el desarrollo de enfermedades provocadas por la microbiota. Por ejemplo, las personas que consumen una dieta saludable tienden a desarrollar diversas comunidades bacterianas en sus intestinos. Esto significa que muchos microbios diferentes deben competir por el espacio y los recursos, lo que limita el tamaño de la población de cualquier especie individual y, por lo tanto, reduce las posibilidades de que surjan variantes potencialmente dañinas y escapen del intestino. Sin embargo, en comunidades bacterianas menos diversas pueden abrirse más nichos dentro de los intestinos, lo que aumenta la probabilidad de que surjan variantes bacterianas dañinas, explicó Palm.

«Estas bacterias están esencialmente preadaptadas para existir en órganos fuera del intestino», dijo Palm. “Creemos que este proceso evolutivo vuelve a empezar en cada nuevo huésped debido a la transmisión preferencial de cepas no patógenas entre individuos”.

Comprender el papel de la evolución dentro del huésped en la configuración del comportamiento bacteriano en el intestino, agregó, puede eventualmente revelar nuevas intervenciones terapéuticas que pueden restringir o redirigir este proceso para prevenir el desarrollo de diversas enfermedades asociadas con el «intestino permeable».

Yi Yang, estudiante de posgrado en el laboratorio de Palm, es el autor principal del artículo.