Poderoso natural

Cómo los probióticos pueden evolucionar dentro del cuerpo

Una investigación reciente encuentra que los probióticos pueden evolucionar dentro del cuerpo y tienen el potencial de volverse menos efectivos y, en ocasiones, incluso dañinos.

Investigadores que estudian una cepa de Escherichia coli (E. coli) Las bacterias que se venden en Europa como un probiótico antidiarreico encontraron que el ADN de las bacterias cambió y desarrollaron nuevas capacidades después de vivir en los intestinos de los ratones durante unas pocas semanas.

"No hay ningún microbio por ahí que sea inmune a la evolución".

Bajo ciertas condiciones, los probióticos incluso activaron a sus huéspedes y adquirieron la capacidad de comer la capa protectora en el intestino. La destrucción de esta capa se ha relacionado con el síndrome del intestino irritable. Las dietas de los ratones y la composición de su comunidad bacteriana intestinal influyeron en la evolución del probiótico y de qué manera.

Los resultados, publicados en Celular y Microbio, sugiera que los probióticos no son una terapia única para todos. Un probiótico que proporciona alivio a una persona podría evolucionar para volverse inefectivo o incluso dañino en otra. Los probióticos se han relacionado con infecciones graves en algunas personas.

'Los seres vivos como medicinas'

"Si vamos a usar los seres vivos como medicamentos, debemos reconocer que se van a adaptar, y eso significa que lo que pones en tu cuerpo no es necesariamente lo que va a estar allí, incluso un par de horas después". dice el autor principal Gautam Dantas, profesor de patología e inmunología, de microbiología molecular y de ingeniería biomédica en la Escuela de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis.

"No hay ningún microbio por ahí que sea inmune a la evolución. "Esta no es una razón para no desarrollar terapias basadas en probióticos, pero es una razón para asegurarnos de que entendemos cómo cambian y bajo qué condiciones".

Todo el mundo alberga una vasta comunidad de bacterias, virus y hongos conocidos como microbioma intestinal en sus tractos digestivos. Un microbioma bien equilibrado nos suministra vitaminas, ayuda a digerir los alimentos, regula la inflamación y mantiene bajo control a los microbios que causan enfermedades. Los probióticos en alimentos y suplementos dietéticos se comercializan como formas de mantener abundantes las bacterias saludables y la digestión funcionando sin problemas.

También se están desarrollando como tratamientos para afecciones médicas graves, como la enfermedad inflamatoria intestinal; fenilcetonuria (PKU), un trastorno metabólico que causa daño neurológico; y enterocolitis necrotizante, una infección intestinal potencialmente mortal que afecta a los bebés prematuros. Al igual que cualquier otro medicamento, un tratamiento con probióticos debe ser seguro y efectivo antes de que la FDA lo apruebe para su uso en personas. Pero cuando la terapia es un ser vivo que puede cambiar después de ser administrada, probar la seguridad y la eficacia plantea problemas especiales.

Bacterias de la primera guerra mundial

Según los investigadores, comprender los principios que gobiernan la evolución en el tracto digestivo es un paso clave hacia la creación de terapias probióticas seguras y eficaces. Dantas y sus colegas, incluidos los primeros autores Aura Ferreiro, un estudiante graduado, y Nathan Crook, un ex investigador postdoctoral en el laboratorio de Dantas, recurrieron a un probiótico conocido como E. coli Nissle 1917. La cepa se aisló hace más de un siglo de un soldado de la Primera Guerra Mundial que salió ileso de una epidemia de enfermedad diarreica grave que enfermó a sus compañeros.

Para estudiar cómo responde el probiótico a diferentes comunidades microbianas, los investigadores utilizaron ratones que albergaban cuatro tipos de microbiomas intestinales: uno sin bacterias preexistentes; otro con un conjunto limitado de bacterias, característico de un intestino insalubre; un microbioma normal; y un microbioma normal después del tratamiento con antibióticos.

Los investigadores les dieron a los ratones el probiótico, y luego variaron la comida que comían los ratones, dándoles comida para ratones, bolitas de alto contenido de fibra que imitan la dieta natural del ratón; Pellets con alto contenido de grasa, alto contenido de azúcar y fibra, diseñados para modelar los hábitos alimenticios occidentales típicos y pellets occidentales más fibra. Después de cinco semanas, los investigadores obtuvieron la bacteria de las entrañas de los ratones y analizaron el ADN de los microbios.

"En un entorno saludable y de gran diversidad no capturamos mucha adaptación, tal vez porque este es el fondo al que está acostumbrada Nissle", dice Ferreiro. "Pero hay que recordar que a menudo no usaríamos probióticos en personas con un microbioma saludable. Los utilizaríamos en personas enfermas que tienen un microbioma poco saludable y poco diverso. Y esa parece ser la condición en la que es más probable que el probiótico evolucione ".

Buenas buenas noticias

Dantas y sus colegas aplicaron estos hallazgos al diseño de una terapia probiótica potencial para la PKU. Las personas con PKU no pueden descomponer la fenilalanina, un bloque de construcción de proteínas que se encuentra en muchos alimentos. Los niveles altos de fenilalanina causan daño cerebral, por lo que las personas con PKU deben adherirse estrictamente a una dieta baja en proteínas.

"Esta es una oportunidad, no un problema".

Los investigadores insertaron un gen en Nissle que le dio a la bacteria la capacidad de degradar la fenilalanina en un compuesto que se excreta con seguridad en la orina. Luego, dieron las bacterias de ingeniería biológica a ratones que carecían de la capacidad de metabolizar la fenilalanina. Al día siguiente, los niveles de fenilalanina en algunos de los ratones se habían reducido a la mitad.

Además, los investigadores no encontraron cambios significativos en el ADN de la cepa diseñada después de una semana de tratamiento, lo que sugiere que Nissle podría ser seguro de usar como un chasis para terapias de probióticos en escalas de tiempo cortas.

El descubrimiento de que los probióticos evolucionan y se comportan de manera diferente en individuos con microbiomas y dietas dispares abre nuevos caminos para personalizar la medicina basada en probióticos.

“La evolución es un hecho. Todo va a evolucionar ", dice Dantas. "No necesitamos tener miedo de eso. Podemos utilizar los principios de la evolución para diseñar un mejor terapéutico que se adapte cuidadosamente a las personas que lo necesitan. Esta es una oportunidad, no un problema ".

El apoyo para el trabajo provino de los Institutos Nacionales de la Salud, la Fundación Nacional de Ciencia, la Fundación Kenneth Rainin y becas en la Universidad de Washington en St. Louis.

Fuente: Universidad de Washington en St. Louis

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