Los investigadores encuentran una respuesta previamente desconocida dentro del microbioma intestinal

El microbioma intestinal que es una colección de numerosas especies de bacterias beneficiosas, es clave para nuestro bienestar general y buena salud. Estudios recientes han relacionado el microbioma intestinal con varias propiedades beneficiosas, como ayudar en el desarrollo de nuestro sistema inmunológico y prevenir infecciones patógenas.

Muchos patógenos mortales son móviles, lo que significa que pueden moverse espontáneamente, y su capacidad para infectar se basa en su respuesta a diferentes señales ambientales. Las principales señales de los patógenos son las moléculas (o metabolitos) producidos en el intestino. Los patógenos interpretan los metabolitos distintivos de manera diferente y son atraídos o repelidos por ellos (es decir, migrar hacia ellos o alejarse de ellos).

El metabolito indol es un ejemplo de una pequeña molécula producida por microbioma que abunda en el intestino y es un poderoso repelente para las bacterias. Según el Dr. Pushkar Lele, profesor asistente, y el Dr. Arul Jayaraman, profesor, en el Departamento de Ingeniería Química Artie McFerrin en la Universidad Texas A&M, este hecho llevó a una pregunta simple:"¿Por qué el indol, que es producido por muchas de nuestras especies de bacterias beneficiosas, no repele las bacterias intestinales buenas junto con las malas?"

Para responder a esta pregunta, un equipo de investigación que incluye a Lele, Jayaraman y el Dr. Michael Manson del Departamento de Biología de Texas A&M, estudió la respuesta de las bacterias intestinales beneficiosas, E. coli al indol. En un artículo de la procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias , los investigadores describen el descubrimiento de una respuesta previamente desconocida al indol, en el que la molécula parece repeler y atraer a las bacterias. Esta respuesta de Jano, que lleva el nombre del dios romano Jano, que tenía dos caras, uno que mira hacia el futuro y otro que mira hacia el pasado, tiene que ver con la forma en que los quimiorreceptores bacterianos interpretan el indol.

Descubrimos que hay dos receptores en E. coli que detectan indol. Se percibe el indol como repelente, y uno siente el indol como un atrayente. La exposición sostenida a altas concentraciones de indol desensibiliza al receptor que lo interpreta como repelente. Esto lleva a que el indol se sienta solo como un atrayente ".

Dr. Pushkar Lele, profesor asistente, Universidad Texas A &M

Según Jayaraman, la respuesta de Janus muestra una gran cantidad de sofisticación, y el descubrimiento podría conducir a una mejor comprensión de las complejidades del microbioma intestinal. "Las bacterias beneficiosas se acumulan en las superficies del intestino en función de alguna característica común, ", dijo Jayaraman." Proponemos que una de esas características es la capacidad de producir o sentir indol. Las bacterias que producen indol podrían agruparse y ser atraídas a nichos donde las concentraciones de indol son altas ".

Dado que las bacterias que producen indol en el intestino generalmente están enredadas en capas de moco entre otras bacterias, la concentración de indol desciende a medida que uno se aleja de la fuente de indol. Dado que los patógenos tienden a atravesar el intestino relativamente lejos de las bacterias que producen indol, no es probable que encuentren altas concentraciones de indol durante un período prolongado. Por lo tanto, no están sensibilizados al indol, y cualquier indol que encuentren los repele.

Los estudios continúan mostrando que es importante tener una mezcla diversa de bacterias beneficiosas en el intestino. Según Lele, esta investigación es un paso hacia la comprensión de cómo el microbioma intestinal podría cambiar con el tiempo. "La pregunta clave es:'¿Cómo colonizan diferentes especies de bacterias nichos específicos?' Hemos abordado una parte de esa pregunta, ", dijo Lele." El siguiente paso es examinar la respuesta de múltiples especies de bacterias a una mezcla de diferentes metabolitos que se encuentran en el intestino ".

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