Bacterias intestinales inyectan proteínas que controlan el sistema inmunológico

Un grupo de investigadores realizó un descubrimiento sorprendente sobre la interacción entre las bacterias intestinales y el cuerpo humano. Se demostró que ciertos microbios que habitan en el sistema digestivo pueden enviar proteínas directamente a las células humanas, influyendo activamente en el comportamiento del sistema inmunológico. Este estudio, liderado por Helmholtz Munich y con la colaboración de Ludwig Maximilians University (LMU), Aix Marseille University, Inserm y otros colaboradores internacionales, revela una forma de comunicación previamente desconocida entre las bacterias y las células humanas. Este hallazgo ofrece una nueva perspectiva sobre cómo el microbioma intestinal afecta la salud y podría ayudar a explicar su papel en condiciones como la enfermedad de Crohn.

Durante años, los investigadores han relacionado el microbioma intestinal con trastornos inmunológicos, metabólicos e inflamatorios. Sin embargo, la mayoría de las evidencias se basaban en correlaciones y los procesos biológicos detrás de esos vínculos habían permanecido poco claros. "Nuestro objetivo era caracterizar mejor algunos de los procesos subyacentes sobre cómo las bacterias intestinales afectan la biología humana", declaró Veronika Young, primera autora del estudio junto con Bushra Dohai. "Al mapear sistemáticamente las interacciones directas entre proteínas bacterianas y humanas, ahora podemos sugerir mecanismos moleculares detrás de estas asociaciones".

Sistemas de inyección ocultos en bacterias intestinales

El equipo descubrió que muchas bacterias intestinales comunes y no dañinas poseen sistemas de secreción tipo III. Estas son estructuras diminutas, similares a jeringas, que permiten a las bacterias inyectar sus propias proteínas directamente en las células humanas. Anteriormente, se creía que estos sistemas estaban limitados a bacterias patógenas como Salmonella.

"Esto cambia fundamentalmente nuestra visión de las bacterias comensales", afirmó Pascal Falter-Braun, director del Institute for Network Biology en Helmholtz Munich y autor correspondiente del estudio. "Demuestra que estas bacterias no patógenas no son solo residentes pasivos, sino que pueden manipular activamente las células humanas inyectando sus proteínas".

Cómo las bacterias intestinales influyen en las células humanas

Para explorar lo que ocurre después de que estas proteínas ingresan a las células humanas, los investigadores mapearon más de mil interacciones entre proteínas efectoras bacterianas y proteínas humanas. Esta extensa red reveló que las proteínas bacterianas tienden a dirigirse a vías involucradas en la regulación inmunológica y el metabolismo.

Experimentos posteriores confirmaron que estas proteínas pueden influir en sistemas clave de señalización inmunológica, incluyendo NF-?B y respuestas de citoquinas. Las citoquinas son moléculas de señalización que ayudan a coordinar la actividad inmunológica y a prevenir reacciones excesivas que podrían llevar a enfermedades autoinmunes. Por ejemplo, bloquear la citoquina Factor de Necrosis Tumoral (TNF) es un tratamiento común para la enfermedad de Crohn, una condición autoinmune que afecta el intestino.

Vínculo potencial con la enfermedad de Crohn

Los investigadores también descubrieron que los genes responsables de estas proteínas efectoras bacterianas son más comunes en los microbiomas intestinales de personas con enfermedad de Crohn. Este hallazgo sugiere que la transferencia directa de proteínas de las bacterias a las células humanas podría contribuir a la inflamación intestinal a largo plazo. También proporciona una posible explicación para las observaciones anteriores que conectaban los cambios en el microbioma con la enfermedad.

Repensando las interacciones entre el microbioma y el sistema inmunológico

Al identificar esta capa de interacción previamente desconocida entre las bacterias intestinales y el sistema inmunológico, el estudio mueve el campo más allá de simples asociaciones y hacia una comprensión del causa y efecto. Además, plantea nuevas preguntas sobre el origen de estos sistemas de inyección, incluyendo si evolucionaron primero para apoyar la coexistencia con el huésped o si fueron adaptados posteriormente por bacterias dañinas.

Las investigaciones futuras se centrarán en cómo proteínas bacterianas específicas interactúan con células humanas en diferentes tejidos y contextos de enfermedades. Estos conocimientos podrían llevar eventualmente a enfoques más específicos para prevenir y tratar enfermedades.