Impulsar la supervivencia de bacterias beneficiosas en el intestino humano

Las bacterias intestinales son esenciales para la salud humana, pero falta el conocimiento de los factores y mecanismos que hacen que las bacterias beneficiosas sean colonizadores efectivos. Una de las especies bacterianas más prevalentes en el intestino humano es Bacteroides thetaiotaomicron, que está frecuentemente presente en personas sanas y delgadas. Actualmente se están realizando ensayos clínicos para tratar muchas enfermedades modificando la microbiota intestinal.

Investigadores de Yale han descubierto un nuevo mecanismo para la colonización de bacterias intestinales beneficiosas. Bacteroides thetaiotaomicron respondió a la falta de carbono secuestrando parte de las moléculas de un factor de transcripción esencial en un compartimento sin membrana.

El equipo estableció que el secuestro del factor de transcripción aumentó su actividad, lo que alteró la expresión de cientos de genes bacterianos, incluidos varios que promueven la colonización intestinal y controlan las vías metabólicas centrales de las bacterias. Estos hallazgos revelan que las bacterias «buenas» utilizan el secuestro de moléculas en compartimentos sin membrana como una estrategia vital para colonizar el intestino de los mamíferos.

Aimilia Krypotou, becaria postdoctoral en el laboratorio de Groisman y autora principal del estudio de la Universidad de Yale, dijo: «Una de las cosas que surgieron es que cuando un organismo carece de carbono, esa es la señal que ayuda a producir propiedades que son buenas para la supervivencia en el intestino».

Krypotou planteó la hipótesis de que las diferentes regiones conferirían una nueva característica biofísica al factor de transcripción esencial para la supervivencia bacteriana en el intestino. Probó con éxito la teoría en una serie de estudios.

Ella dice, “La mayoría de los estudios solo analizan la abundancia de bacterias. Si no entendemos lo que está pasando a nivel molecular, no sabemos si eso ayudaría.

Groisman ha dicho, “La idea clave de Krypotou fue inferir nuevas propiedades para el factor de transcripción bacteriano, llamado Rho, en función de la región adicional. El secuestro del factor de transcripción tiene lugar a través de un proceso conocido como separación de fases líquido-líquido, un fenómeno omnipresente que se encuentra en una amplia variedad de células, incluidas las de los humanos.

Groisman dijo, “Este fenómeno es conocido pero generalmente está asociado con el estrés en organismos eucariotas, como plantas, animales y hongos. Recientemente, se dio cuenta de que esto también podría suceder con las bacterias. En nuestro caso, hemos establecido que se presenta en bacterias intestinales comensales, que la requieren para sobrevivir en el intestino. Uno podría imaginar que si uno manipulara organismos propensos a este efecto, tal vez podría mejorar los organismos beneficiosos para los humanos.

Pudo predecir nuevas características para el factor de transcripción bacteriano Rho en función de diferentes áreas. El factor de transcripción es secuestrado por un mecanismo conocido como separación de fases líquido-líquido, presente en una amplia gama de células, incluidas las células humanas.

Este mecanismo recientemente descubierto por el cual las bacterias «buenas» colonizan el intestino podría ayudar a estimular el desarrollo de nuevas terapias probióticas para la salud intestinal.

Al desencadenar el secuestro de moléculas Rho en un compartimento sin membrana, la falta de carbono y el intestino murino aumentan la actividad de terminación de Rho, alterando así la expresión de muchos genes. Los resultados también destacan cómo un solo dominio adquirido dentro de una proteína altamente conservada ha expandido sus propiedades sin alterar su función bioquímica básica y ahora juega un papel crítico en la fisiología del organismo.

Referencia de la revista:

1. Emilia Krypotou, Xiaohui Gao, et al. Las bacterias necesitan la separación de fases para adaptarse al intestino de los mamíferos. Ciencia. YO: 10.1126/ciencia.abn7229