Un aminoácido común mejora la supervivencia de ratones ante inflamaciones mortales

Una lesión menor, una infección grave o incluso la gripe pueden llevar al organismo por caminos muy diferentes. Mientras algunos se recuperan rápidamente, otros pueden enfermarse gravemente o incluso morir. Este fenómeno, conocido como trayectoria de enfermedad, puede ser influenciado por factores como la edad, el sexo y el historial de salud.

En el Salk Institute, la doctora Janelle Ayres dedicó años a investigar por qué las personas responden de manera tan distinta a enfermedades y lesiones. Su trabajo se centra en cómo guiar al cuerpo hacia la recuperación y la supervivencia.

Inflamación y supervivencia ante enfermedades

La inflamación suele ser un factor clave en el deterioro del organismo durante infecciones y lesiones. Aunque es esencial para la protección, al alertar al sistema inmunológico y atraer células inmunitarias a las áreas afectadas, un exceso de inflamación puede causar daños en los tejidos e incluso contribuir a la muerte.

Ante la posibilidad de que las infecciones desencadenen inflamaciones perjudiciales, el equipo del Salk estudió ratones infectados. Descubrieron que añadir el aminoácido metionina a la dieta de los animales los protegió de la pérdida de peso, problemas en la barrera hematoencefálica y la muerte asociada a la inflamación.

El beneficio se observó a través de un camino inesperado. La metionina mejoró la filtración renal, lo que sugiere que los riñones podrían desempeñar un papel más importante de lo que se pensaba en ayudar al cuerpo a pasar de la infección hacia la recuperación.

Los hallazgos, publicados en Cell Metabolism, indican que pequeños cambios en la nutrición pueden influir significativamente en los resultados de las enfermedades. La suplementación con metionina podría tener potencial en condiciones inflamatorias, enfermedades renales, insuficiencia renal y pacientes en diálisis, aunque se requiere más investigación.

La doctora Ayres, autora principal del estudio y profesora en el Salk Institute, afirmó: "Nuestro estudio indica que pequeñas diferencias biológicas, incluidos los factores dietéticos, pueden tener grandes efectos en los resultados de las enfermedades. Nuestro descubrimiento de un mecanismo impulsado por los riñones que limita la inflamación, junto con los efectos protectores de la suplementación con metionina en ratones, sugiere que la nutrición puede ser una intervención médica informada mecánicamente que puede dirigir y optimizar las trayectorias que las personas toman en respuesta a insultos que causan enfermedades."

Cómo funciona la inflamación

La inflamación es la reacción del sistema inmunológico ante una amenaza, que puede ser un patógeno dentro del cuerpo o incluso algo tan simple como una astilla. Las células inmunitarias se desplazan hacia el problema y ayudan a impulsar la curación.

Mientras estas células inmunitarias llegan, incrementan las señales de alarma del cuerpo a través de proteínas conocidas como citoquinas proinflamatorias. El organismo debe mantener un equilibrio cuidadoso en la inflamación; demasiado poco puede no controlar una amenaza, mientras que un exceso puede dañar tejidos sanos.

El equipo de Ayres investiga una pregunta diferente. En lugar de centrarse únicamente en los interruptores inmunitarios, estudian cómo el cuerpo ajusta la intensidad de la inflamación controlando la liberación y acumulación de citoquinas proinflamatorias.

La doctora Katia Troha, investigadora postdoctoral en el laboratorio de Ayres, destacó: "Las citoquinas proinflamatorias son, en última instancia, lo que conduce a la enfermedad y la muerte en muchos casos. El sistema inmunológico debe equilibrar la inflamación para atacar al invasor sin dañar las células sanas del cuerpo. Nuestro trabajo es encontrar los mecanismos que utiliza para hacerlo, de modo que podamos apuntar a ellos para mejorar los resultados de los pacientes."

Metionina y filtración renal

Para investigar cómo el cuerpo gestiona los niveles de citoquinas, los investigadores utilizaron un modelo de ratón de inflamación sistémica causada por el patógeno Yersinia pseudotuberculosis. Uno de los primeros cambios observados fue la disminución del apetito en los ratones infectados, lo que sugirió un cambio en su metabolismo. Para entender mejor su estado nutricional, los investigadores midieron los aminoácidos circulantes en la sangre. Los ratones infectados presentaron bajos niveles de metionina, un aminoácido esencial que las personas obtienen normalmente a través de la comida.

La doctora Troha luego proporcionó a otro grupo de ratones un alimento suplementado con metionina. De manera inesperada, estos ratones fueron protegidos de la infección.

Experimentos adicionales revelaron que la metionina redujo los niveles de citoquinas en la sangre al trabajar a través de los riñones. Aumentó la capacidad de filtración de los riñones, mejoró el flujo sanguíneo y ayudó al cuerpo a eliminar las citoquinas proinflamatorias en la orina.

Este proceso eliminó citoquinas adicionales sin interferir con otras partes importantes de la respuesta inmunitaria.

El equipo también probó si la metionina tenía efectos similares en otras condiciones. En modelos de sepsis y lesión renal, la metionina nuevamente protegió a los ratones, sugiriendo que podría ser relevante para otros contextos de enfermedades inflamatorias.

Nutrición, riñones y recuperación

Cuando los científicos del Salk añadieron metionina a las dietas de los ratones infectados, los animales siguieron una trayectoria de enfermedad muy diferente. Su función renal mejoró y estuvieron protegidos de la pérdida de peso, disfunción de la barrera hematoencefálica y muerte. Al mismo tiempo, continuaron siendo capaces de combatir y eliminar Yersinia pseudotuberculosis.

Los resultados de los modelos de sepsis y lesión renal sugieren que el efecto puede extenderse más allá de una única infección. Esto apunta a la metionina como una posible herramienta para enfermedades infecciosas y condiciones inflamatorias, especialmente en personas con enfermedad renal, insuficiencia renal o aquellos que se someten a diálisis.

La doctora Ayres concluyó: "Nuestros hallazgos añaden a un creciente cuerpo de evidencia que elementos dietéticos comunes pueden ser utilizados como medicina. Al estudiar estos mecanismos protectores básicos, revelamos nuevas formas sorprendentes de cambiar a individuos que están destinados a desarrollar enfermedades y morir hacia trayectorias de salud y supervivencia. Un suplemento tan simple como un complemento en la cena podría marcar la diferencia entre la vida y la muerte para un paciente."

Los investigadores enfatizan que los resultados son prometedores, pero aún no se han probado en humanos. Por esa razón, las personas no deberían comenzar a tomar suplementos de metionina basándose únicamente en este estudio. Futuras investigaciones explorarán más de cerca cómo funciona la metionina, si otros aminoácidos pueden producir efectos similares o complementarios, y cómo los hallazgos podrían traducirse a humanos.

Otros autores incluyen a Shrikaar Kambhampati, Arianna Insenga y Christian Metallo del Salk Institute.

Este trabajo fue apoyado internamente por dos premios especiales de Salk Women & Science y un Collaboration Grant, así como por un Salk Innovator Award, Howard Hughes Medical Institute, Pioneer Fund Postdoctoral Scholar Fellowship, así como por los National Institutes of Health (AI144249, AI14929), Keck Foundation, NOMIS Foundation y Lowry Medical Research Institute.