Se cree que está involucrado en el desarrollo de enfermedades intestinales inflamatorias crónicas, para desencadenar diabetes, ser responsable de la obesidad, incluso las enfermedades neurológicas como la esclerosis múltiple y el Parkinson podrían tener sus causas aquí, sin mencionar las depresiones y los trastornos autistas. Estamos hablando del microbioma, la vasta colección de bacterias en el intestino humano. Se estima que cada persona lleva alrededor de 100 billones de células bacterianas en su tracto digestivo, pertenecientes a varios miles de especies.
El microbioma ha sido objeto de investigación durante 20 años, desde que una nueva técnica hizo posible analizar estas bacterias de forma rápida y precisa:la secuenciación de alto rendimiento. Desde entonces, Ha habido un creciente cuerpo de hallazgos de que el microbioma, que a veces también se conoce como el segundo genoma humano, no solo es de vital importancia para la digestión, pero también influencias, si no controla, al menos una gran cantidad de funciones corporales. El sistema inmunológico se menciona con especial frecuencia.
Los científicos de las universidades de Würzburg y Marburg han logrado por primera vez demostrar experimentalmente que los metabolitos bacterianos son capaces de aumentar la actividad citotóxica de ciertas células inmunes y así influir positivamente en la eficacia de las terapias tumorales. Idealmente, la composición de las especies bacterianas en el microbioma podría usarse para controlar su influencia en el éxito de la terapia.
El equipo de investigación publicó los resultados de su estudio en la revista Comunicaciones de la naturaleza . Dr. Maik Luu, postdoctorado en el laboratorio del profesor Michael Hudecek en la Clínica Médica y Policlínica II del Hospital Universitario de Würzburg, fue responsable del hallazgo. Otro participante fue el profesor Alexander Visekruna del Instituto de Microbiología Médica e Higiene de la Universidad Philipps en Marburg, donde Luu hizo una investigación antes de mudarse a Würzburg.
"Pudimos demostrar que los ácidos grasos de cadena corta butirato y, en particular, el pentanoato puede aumentar la actividad citotóxica de las células T CD8, "Maik Luu describe el resultado central del estudio ahora publicado. Las células T CD8 a veces también se denominan células asesinas. Como parte del sistema inmunológico, su tarea es matar específicamente las células que son dañinas para el organismo.
Ácidos grasos de cadena corta, Sucesivamente, pertenecen a la clase más dominante de metabolitos del microbioma intestinal. Por un lado, pueden estimular el metabolismo de las células T induciendo reguladores centrales del metabolismo energético. Por otra parte, pueden inhibir enzimas específicas que regulan la accesibilidad al material genético y, por tanto, la expresión génica en las células T. Al hacerlo, inducen cambios epigenéticos.
Cuando los ácidos grasos de cadena corta reprograman las células T CD8, uno de los resultados es una mayor producción de moléculas proinflamatorias y citotóxicas ".
Dr. Maik Luu, Investigador
En el experimento, el tratamiento con el pentanoato de ácido graso aumentó la capacidad de las células T específicas de tumores para combatir modelos de tumores sólidos. "Pudimos observar el mismo efecto al combatir las células tumorales con las llamadas células CAR-T, "dice el científico.
Las células CAR-T se escriben como "células T receptoras de antígeno quimérico". Si bien las células T normales son en gran parte "ciegas" a las células tumorales, Las células CAR T son capaces de reconocer antígenos diana específicos en la superficie del tumor y destruir las células cancerosas gracias a una modificación genética. Michael Hudecek es uno de los principales expertos en el campo de la investigación de células CAR-T.
"Los resultados son un ejemplo de cómo los metabolitos de las bacterias intestinales pueden cambiar el metabolismo y la regulación génica de nuestras células y así influir positivamente en la eficacia de las terapias tumorales". "dice Maik Luu. En particular, el uso de células CAR-T contra tumores sólidos podría beneficiarse de esto.
En estos casos, La terapia con células modificadas genéticamente ha sido hasta ahora mucho menos eficaz que el tratamiento de tumores hematológicos como la leucemia. Esto podría cambiar si las células CAR-T se trataran con pentanoato u otros ácidos grasos de cadena corta antes de su uso en pacientes. los científicos esperan.
Este efecto podría explotarse específicamente a través de la composición de la colonización intestinal bacteriana, especialmente porque Luu y los demás involucrados en el estudio también pudieron identificar al productor de pentanoato esencial de la flora intestinal:la bacteria Megasphaera massiliensis.
Sin embargo, Todavía queda un largo camino por recorrer antes de que los nuevos hallazgos conduzcan a nuevas terapias para los pacientes con cáncer. En un próximo paso, el equipo de investigación ampliará inicialmente el espectro de enfermedades tumorales investigadas y, además de otros tumores sólidos, también observe las enfermedades tumorales hematológicas como el mieloma múltiple. Además, quiere investigar más intensamente el funcionamiento de los ácidos grasos de cadena corta a fin de identificar puntos de partida para modificaciones genéticas específicas.
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