Durante los últimos cinco años, El candidato a doctorado de MSU Michael Coryell ha trabajado con su asesor, Seth Walk, y miembro del comité, Timothy McDermott, para investigar cómo afecta el microbioma intestinal humano al arsénico después de su ingestión. Ahora, Coryell es el autor principal de un artículo publicado el 21 de diciembre en la revista Comunicaciones de la naturaleza que detalla sus hallazgos sobre cómo el microbioma intestinal es esencial para una protección total contra la toxicidad aguda por arsénico.
Con el arsénico encabezando la lista de las sustancias químicas más tóxicas de la Agencia federal para Sustancias Tóxicas y Registro de Enfermedades de los últimos 20 años, la investigación es particularmente importante porque incluso los niveles bajos crónicos pueden provocar cáncer o enfermedades cardiovasculares más adelante en la vida.
Coryell, un candidato a doctorado en microbiología e inmunología y miembro del Programa de Biociencias Moleculares en la Facultad de Agricultura y la Facultad de Letras y Ciencias de MSU, dijo que tiene la esperanza de que su trabajo contribuya al desarrollo de terapias centradas en probióticos y microbiomas que puedan mitigar el riesgo de toxicidad por arsénico.
"Uno de los próximos grandes desafíos para los investigadores de microbiomas será traducir los hallazgos de laboratorio como este en soluciones del mundo real, "dijo Coryell, quien en 2016 ganó un prestigioso Premio al Servicio Nacional de Investigación Predoctoral Individual Ruth L. Kirschstein de los Institutos Nacionales de Salud.
Estudios anteriores han demostrado que los microbios en el medio ambiente pueden transformar bioquímicamente el arsénico natural en el suelo o las rocas, ya sea en formas menos tóxicas o más tóxicas, un tema que investiga McDermott en el Departamento de Recursos de la Tierra y Ciencias Ambientales de MSU en la Facultad de Agricultura.
Lo que los investigadores no saben tanto es qué hacen los microbios en el intestino humano con el arsénico antes de que sea absorbido por el cuerpo. dijo Walk, profesor asociado en el Departamento de Microbiología e Inmunología de MSU y autor principal del artículo.
"Hay muchos factores que influyen en la enfermedad:el entorno de una persona, dieta, genética, pero solo podemos evaluar algunas de esas cosas en estudios en humanos mediante la observación de diferentes genotipos de personas que tienen diferentes dietas o beben agua de diferentes fuentes, "Camina dijo.
Coryell usó ratones de laboratorio para crear controles experimentales para clasificar las influencias de las variables. Descubrió que los antibióticos alteraron el microbioma intestinal, permitiendo que se acumule más arsénico en los tejidos, en lugar de ser excretado.
"Ese fue un hallazgo interesante porque mostró que, aunque había algo de actividad microbiana en el intestino, los ratones no eran tan buenos para deshacerse del arsénico y probablemente estaban introduciendo más en su sistema y acumulando más en sus tejidos, "Dijo Coryell.
Los ratones criados sin microorganismos se vieron afectados de manera similar, Dijo Coryell. Pero cuando se introdujeron organismos del microbioma humano, tenían un efecto protector.
"Eso fue un gran avance, "Walk dijo, "porque pudimos observar los ratones libres de gérmenes y recuperar los microbiomas que queríamos examinar de diferentes personas. Descubrimos que, según el microbioma que obtuvieron los ratones, estaban protegidos en diversos grados ".
Estos resultados sugieren que el microbioma de algunas personas puede ser más protector que el de otras. Caminar dijo, y puede responder a la pregunta de por qué algunas personas que beben de una fuente de agua compartida contaminada con arsénico desarrollan enfermedades más adelante en la vida mientras que otras no.
"Esa idea realmente no se ha incorporado a ningún estudio o modelo epidemiológico, "Walk dijo." La gente se está mudando a este campo, pero lo que muestran nuestros datos de manera bastante definitiva es que tanto el microbioma como su composición son importantes.
"Entonces, para predecir la probabilidad de que ciertas personas desarrollen una enfermedad, debemos tener en cuenta el microbioma y cuán protector es, ", dijo." Estos resultados nos ayudan a establecer esa base ".
Una mejor comprensión de cómo el microbioma protege contra toxinas como el arsénico podría beneficiar a las comunidades o aldeas con fuentes de agua contaminadas a través de probióticos u otras terapias de microbiomas. especialmente porque no siempre es práctico o posible reemplazar una fuente de agua, Walk dijo.
"La investigación del microbioma se está moviendo hacia terapias centradas en el microbioma por lo que sabemos que desempeña un papel en, y los alimentos y el agua limpios son un gran tema aquí en Montana y en todo el mundo, " él dijo.
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