Develan un mecanismo clave
Un grupo de investigación de Exactas UBA demostró experimentalmente de qué manera las sustancias probióticas podrían atravesar el epitelio intestinal para ejercer su efecto benéfico en nuestro cuerpo. El hallazgo también explicaría cómo actúan las bacterias patógenas en el intestino para provocar enfermedad. El conocimiento adquirido podría ser aprovechado con fines nutricionales y terapéuticos.
Imagen de microscopía confocal de la bacteria Bacillus subtilis. Imagen: Fernan Federici/Flickr.
Nuestro intestino está habitado por billones de organismos microscópicos, la gran mayoría de los cuales son bacterias. Con esa microbiota intestinal mantenemos una relación de mutuo beneficio: mientras los microorganismos obtienen en el intestino todo lo que necesitan para vivir, los humanos usamos a esos microbios para que colaboren en cuidar nuestra salud.
Se sabe que la microbiota intestinal, entre otras cosas, nos ayuda a digerir alimentos y a absorber nutrientes, nos provee de vitaminas, colabora en el desarrollo de nuestro sistema inmunológico y neuroendócrino, y nos protege de virus y de bacterias patógenas. También se sabe que sin esa microbiota no podríamos sobrevivir. Por eso, es importante mantenerla.
Normalmente, perdemos una cantidad importante de esas bacterias debido a que son arrastradas por la materia fecal pero, al mismo tiempo, solemos compensar esa pérdida con los microorganismos que ingerimos habitualmente con los alimentos. A veces, por ejemplo cuando tomamos un antibiótico, la microbiota disminuye o se altera. En esos casos, suele recomendarse la ingesta de probióticos. La Organización Mundial de la Salud (OMS) define a los probióticos como “microorganismos vivos que, cuando son suministrados en cantidades adecuadas, promueven beneficios en la salud del organismo huésped”.
Una gran pregunta que se hace la ciencia y que, hasta ahora, no tenía una respuesta, es de qué manera las bacterias probióticas que viven en nuestro intestino pueden ejercer su efecto benéfico en otros órganos y sistemas del cuerpo.
Ahora, un grupo de investigación del Departamento de Química Biológica (DQB) de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA dio un paso trascendente para aclarar la cuestión.
Bolsitas comunicativas
Paula Domínguez Rubio. Foto: Archivo Exactas UBA.
Todas las células, incluidas las humanas, secretan vesículas. Son como bolsitas cerradas muy pequeñas (del orden de los nanómetros) que son expulsadas por las células y que se cree que cumplen funciones de comunicación intercelular.
Las vesículas les servirían a las células para comunicarse con sus iguales y, también, con otras células distintas. Por ejemplo, en el caso de las bacterias probióticas, serían un medio de comunicación con otras especies bacterianas del intestino y, además, con nuestras células intestinales.
“Nuestra hipótesis es que las vesículas extracelulares que producen las bacterias probióticas serían las mediadoras del efecto benéfico que tienen estos microorganismos en nuestros órganos y sistemas”, sostiene Paula Domínguez Rubio, investigadora del CONICET.
En un trabajo publicado en 2017, el grupo de investigación de Exactas UBA había estudiado el contenido de las vesículas del Lactobacillus casei, una bacteria probiótica que se utiliza en la industria láctea. En esa investigación habían encontrado que en el interior de las vesículas hay, principalmente, ARN y proteínas.
Uno de los hallazgos más significativos de aquel estudio fue el descubrimiento de que algunas de esas proteínas ya habían sido relacionadas en investigaciones anteriores con el efecto probiótico del Lactobacillus.
Pero todavía quedaba una pregunta: ¿cómo llegan esas proteínas desde el intestino hasta los órganos donde producen su efecto benéfico?
Ahora, en un estudio científico publicado en la revista Scientific Reports por el grupo de investigación del DQB se da una respuesta: “Comprobamos que las vesículas de la bacteria pueden atravesar la capa de células del epitelio intestinal y permanecer intactas una vez que la traspasaron” informa Domínguez Rubio, e hipotetiza: “De esta manera, las vesículas podrían llegar hasta los capilares sanguíneos y, así, distribuir su contenido por el cuerpo”.
Un viaje de un par de horas
Para los experimentos publicados en Scientific Reports, el grupo trabajó con otra bacteria probiótica, Bacillus subtilis, de la cual recolectaron las vesículas. Debido a su pequeñísimo tamaño, las marcaron con una sustancia fluorescente. De esa manera, podrían observarlas en un microscopio.
Oscar Pérez. Foto: Archivo Exactas UBA.
Después, contaron las vesículas y las distribuyeron en varios recipientes, cada uno de los cuales tenía una capa de células intestinales humanas inmersas en un caldo de cultivo. Dichas células estaban colocadas sobre un soporte poroso que las separaba del piso del recipiente. De esta manera, si las vesículas atravesaban la capa celular podían recolectarse en el fondo del mismo.
A diferentes tiempos, las científicas y los científicos fueron retirando los recipientes del sitio de cultivo y los llevaron al microscopio. Así, pudieron observar cómo -con el paso de los minutos- las vesículas entraban a las células, avanzaban a través del interior celular, y llegaban intactas al otro lado. “En promedio, demoran unas dos horas en atravesar las células intestinales”, acota Domínguez Rubio.
“Es la primera vez que se presenta evidencia de que un producto de una bacteria que vive en el intestino humano es capaz de atravesar un epitelio intestinal. Lo hemos demostrado in vitro. Ahora queda por delante la demostración de que esto mismo ocurre in vivo, es decir, en un animal”, consigna Oscar Pérez, quien junto con Mariana Piuri dirige esta línea de trabajo con bacterias probióticas.
Según Domínguez Rubio, el mecanismo que acaban de develar “podría ser usado por todas las bacterias intestinales, incluso las patógenas”.
Finalmente, la investigadora señala que el hallazgo podría aprovecharse con fines medicinales: “Se podrían generar bacterias probióticas que incorporen en sus vesículas compuestos de interés nutricional o terapéutico”, propone. “Incluso, se podría lograr que las bacterias envuelvan en sus vesículas un antígeno que sirva como vacuna”, finaliza.
