Se descubre que un probiótico diseñado alivia los síntomas en un modelo de ratón con EM

Estos probióticos tienen el potencial de ayudar a personas con enfermedades autoinmunes

por Lindsey Shapiro, PhD | 16 de agosto de 2023

Según una investigación reciente, un probiótico diseñado en laboratorio, compuesto de bacterias vivas que colonizan el intestino, pudo aliviar los signos de enfermedad en un modelo de ratón con esclerosis múltiple (EM).

Después de descubrir que un metabolito llamado lactato podría activar vías de señalización inmune que ayudan a frenar la autoinmunidad, los científicos diseñaron específicamente la bacteria para liberarlo.

Con más estudios, los científicos creen que estos probióticos especializados podrían ser beneficiosos para pacientes que viven con muchas enfermedades autoinmunes diferentes, incluida la EM.

"Los probióticos diseñados podrían revolucionar la forma en que tratamos las enfermedades crónicas", dijo en una universidad Francisco Quintana, PhD, profesor de neurología de Harvard, miembro del Centro Ann Romney para Enfermedades Neurológicas del Hospital Brigham and Women's de Boston y autor principal del estudio. noticia.

"Al utilizar la biología sintética para lograr que las bacterias probióticas produzcan compuestos específicos relevantes para las enfermedades, podemos aprovechar los beneficios de los probióticos y potenciarlos al máximo", añadió Quintana.

El estudio, "El lactato limita la autoinmunidad del SNC al estabilizar HIF-1α en células dendríticas", se publicó en la revista Nature.

En la EM, un sistema inmunológico hiperactivo daña el tejido sano del cerebro y la médula espinal, lo que lleva a la neurodegeneración.

Las células dendríticas (DC) son importantes para regular la función inmune, incluida la actividad de las células T autorreactivas que están implicadas en enfermedades como la EM, posicionándolas como posibles objetivos terapéuticos.

En este estudio, los científicos de Harvard identificaron una vía de señalización en las CD que en última instancia inhibe las células T autoatacantes. Una proteína llamada HIF-1-alfa (HIF-1a) fue fundamental para este proceso.

Además, HIF-1a podría activarse mediante el lactato, un metabolito producido en el cuerpo cuando los alimentos se convierten en energía que cumple una serie de funciones biológicas diferentes. El tratamiento de las CD con lactato disminuyó significativamente la producción de moléculas proinflamatorias tanto en las CD como en las células T.

"El mecanismo que encontramos es como un freno para el sistema inmunológico", dijo Quintana. "En la mayoría de nosotros está activado, pero en las personas con enfermedades autoinmunes hay problemas con este sistema de frenado, lo que significa que el cuerpo no tiene forma de protegerse de su propio sistema inmunológico".

A continuación, los científicos buscaron una forma de activar terapéuticamente este sistema protector.

El microbioma intestinal (la constelación de bacterias, hongos y virus que habitan el tracto gastrointestinal) puede tener una influencia significativa tanto en la función inmune como en la cerebral, lo que lleva a los investigadores a creer que los probióticos dirigidos podrían ser un enfoque prometedor.

La mayoría de los probióticos disponibles son mezclas de bacterias que generalmente se consideran beneficiosas para el cuerpo. Si bien estos probióticos han demostrado efectos antiinflamatorios, el equipo necesitaba uno con una función más específica.

Por lo tanto, modificaron una bacteria llamada Escherichia coli para que produjera lactato, con la esperanza de que estimulara las funciones antiautoinmunes de las CD.

Los probióticos diseñados podrían revolucionar la forma en que tratamos las enfermedades crónicas.

En un modelo de ratón con EM, el tratamiento con el probiótico alivió los signos clínicos de la enfermedad y redujo la cantidad de células T proinflamatorias en el cerebro y los intestinos.

En particular, estos beneficios en el cerebro se observaron a pesar de que las bacterias vivían principalmente en el intestino y no se encontraban en el torrente sanguíneo.

Experimentos adicionales indicaron que el probiótico probablemente activa vías de señalización protectora en las CD de los intestinos, lo que a su vez influye en la comunicación directa entre las células del intestino y el cerebro, una relación que ha salido a la luz en los últimos años.

"Hemos aprendido en las últimas décadas que los microbios del intestino tienen un impacto significativo en el sistema nervioso central [cerebro y médula espinal]", dijo Quintana. “Una de las razones por las que nos centramos en la esclerosis múltiple en este estudio fue determinar si podemos aprovechar este efecto en el tratamiento de enfermedades autoinmunes del cerebro. Los resultados sugieren que podemos”.

Los probióticos también pueden ofrecer ventajas en relación con los medicamentos tradicionales, ayudando a maximizar el beneficio terapéutico y evitar efectos secundarios.

Quintana señaló que cuando se toman medicamentos, sus niveles alcanzan un máximo en el torrente sanguíneo y luego vuelven a bajar. Por otro lado, las bacterias vivas pueden seguir produciendo lactato en el cuerpo, “lo cual es esencial cuando consideramos enfermedades de por vida que requieren un tratamiento constante”, dijo.

En general, los datos indican que "los probióticos diseñados para activar vías de señalización inmunorreguladoras podrían proporcionar nuevas herramientas para el tratamiento clínico de trastornos autoinmunes y alérgicos", según el equipo.

Si bien se necesitará más trabajo preclínico, los científicos son optimistas de que el probiótico podría traducirse bien en la clínica. De hecho, E. coli ya ha sido probada de forma segura en personas.

Aunque este estudio se centró en la EM, los beneficios del probiótico podrían aprovecharse para tratar otras enfermedades.

"La capacidad de utilizar células vivas como fuente de medicina en el cuerpo tiene un enorme potencial para realizar terapias más personalizadas y precisas", dijo Quintana.

"Si estos microbios que viven en el intestino son lo suficientemente poderosos como para influir en la inflamación en el cerebro, estamos seguros de que podremos aprovechar su poder también en otros lugares", añadió.