El sistema inmunológico ayuda con la digestión

METROLa mayoría de las fibras dietéticas son descompuestas por el microbioma porque son demasiado complicadas para que el estómago y los intestinos puedan digerirlas únicamente. Sin embargo, en un papel publicado en Cienciaun equipo de la Universidad de Washington informó que el estómago utiliza un circuito inmunológico para digerir la quitina, una fibra estructural ubicua que se encuentra en hongos, camarones e insectos, y que este circuito también influye en la homeostasis metabólica.¹ Estos hallazgos podrían ayudar a los científicos a comprender la relación entre los procesos digestivos y las actividades metabólicas.

La quitina se encuentra a menudo en alérgenos de las vías respiratorias, como los ácaros del polvo y las esporas. Activa respuestas inmunes de tipo dos, las defensas del cuerpo contra alérgenos o parásitos, que incluyen células linfoides innatas tipo 2 (ILC2), un grupo de células inmunes que producen citoquinas para impulsar respuestas alérgicas o parasitarias.² ILC2 también induce la producción de quitinasauna enzima que descompone la quitina en las vías respiratorias.³ Sin embargo, es posible que esta no sea la historia completa de la quitina y la ILC2.

“Este tipo de respuestas inmunes están involucradas en muchas más funciones en humanos y mamíferos que simplemente torturarnos con alergias”, dijo Steven Van Dykeninmunólogo de la Universidad de Washington y coautor del estudio.

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Dado que la quitina termina en el estómago de los animales que consumen grandes cantidades de insectos u hongos, pero no se sabe mucho sobre el papel de ILC2 en este órgano, Van Dyken y su equipo exploraron las respuestas de ILC2 gástrica a la quitina en ratones. Para investigar estas funciones, Van Dyken y su equipo alimentaron a ratones con alimentos estándar con celulosa, una fibra dietética similar y más común, o con alimentos con hasta un 20 por ciento de quitina.

Los ratones que comían quitina tenían un mayor engrosamiento del estómago y un mayor número de células epiteliales quimiosensoriales, llamadas células en penacho, en sus estómagos en comparación con los ratones que comían celulosa, lo que sugiere que la digestión de la quitina remodelaba el tejido existente. La quitina también indujo la distensión del estómago, lo que provocó que las células del penacho produjeran citocinas activadoras de ILC2. Esto coincidió con un mayor número de ILC2 en el estómago. Debido a que ILC2 mantiene la homeostasis metabólica en tejido adiposoel equipo investigó las respuestas de ILC2 en este tejido y descubrió que la quitina aumentaba la cantidad de ILC2 activadas en el tejido adiposo.⁴

Las citocinas ILC2 inducen la producción de quitinasa ácida de mamíferos (AMCasa) para degradar la quitina en el pulmón, por lo que el equipo exploró si ocurría un proceso similar en el estómago. Al comparar ratones con deficiencia de ILC2 con ratones normales, el equipo observó una expresión reducida de chía1el gen que codifica AMCase, en las células principales del estómago de ratones con deficiencia de ILC2.

Para explorar el efecto de AMCase en las respuestas dietéticas a la quitina, el equipo eliminó chía1 para generar ratones que carecen de AMCase. Después de dos semanas con una dieta enriquecida con quitina, los ratones normales mostraron una disminución de la distensión del estómago y, después de cuatro semanas, mostraron números más bajos de ILC2 activado en el estómago, el intestino delgado y el tejido adiposo, mientras que estos parámetros permanecieron altos en los ratones con deficiencia de AMCasa. . Esto sugirió que la expresión de AMCasa mediada por ILC2 es necesaria para la adaptación a la quitina de la dieta, y que la interrupción de este circuito conduce a una actividad alterada de ILC2 en los tejidos gastrointestinales y adiposos.

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Finalmente, el equipo utilizó un modelo de dieta rica en grasas con celulosa o quitina como componente de fibra para explorar la posible influencia metabólica de la quitina en la dieta y la activación de ILC2. Como vieron anteriormente, los animales con deficiencia de AMCase mantuvieron una mayor cantidad de ILC2 en sus tejidos adiposos y tracto gastrointestinal. Sorprendentemente, los ratones con deficiencia de AMCase que consumían quitina en su dieta ganaron peso a un ritmo más lento que los ratones normales que también comían quitina. Estos animales también gastaron más energía y tuvieron una tasa de respiración más alta que los animales con AMCase funcional. Sin embargo, los ratones que comían quitina tenían mejor tolerancia a la glucosa y a la insulina que los animales que consumían una dieta rica en grasas y celulosa. Este hallazgo sugirió que la adaptación a la quitina a través de la activación de AMCase e ILC2 juega un papel importante en la homeostasis metabólica.

“Lo realmente interesante de este artículo es que vincula todo esto con un nuevo estímulo y una nueva forma de activarlo, que es la digestión de la quitina y la distensión del estómago”, dijo Jakob von Moltke, inmunólogo de la Universidad de Washington que no participó en el estudio. “Además, coloca este tipo de circuito en el estómago donde no se había descrito antes”.

Referencias

1. Kim DH, et al. Un circuito inmunológico tipo 2 en el estómago controla la adaptación de los mamíferos a la quitina en la dieta. Ciencia. 2023;381(6662):1092-1098.
2. Precio AE, et al. Células que expresan IL-13 innatas sistémicamente dispersas en inmunidad tipo 2. Proc Natl Acad Sci. 2010;107(25):11489-11494
3. Weber-Chrysochoou C, et al. Hiperreactividad aérea e inflamación inducidas por quitinasa en un modelo de ratón de asma no alérgica. Int Arch Allergy Immunol. 2021;182(7):563-570.
4. Molofsky AB, et al. Las células linfoides innatas tipo 2 sustentan los eosinófilos del tejido adiposo visceral y, alternativamente, los macrófagos activados.. J Exp Med. 2013;210(3):535-549