El microbioma intestinal humano tiene una gran influencia en la salud
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Las bacterias intestinales de ingeniería genéticamente pueden descomponer los compuestos que contribuyen a los cálculos renales. Adaptar bacterias para ajustar el microbioma intestinal De esta manera podría ir más allá de tratar los cálculos renales y conducir a nuevos tratamientos para una variedad de afecciones, incluida enfermedad inflamatoria intestinal y cáncer de colon.
“La microbiota intestinal tiene una gran influencia en nuestra salud y en poder manipular esa es una vía prometedora”, dice Weston Whitaker en la Universidad de Stanford en California. Pero los intentos anteriores de hacerlo tuvieron un problema. Bacterias introducidas en el intestino, ya sea que estén naturalmente ocurrentes probióticos o cepas genéticamente modificadas, a menudo luchan por colonizar el intestino grueso, porque tienen que competir con los microbios existentes.
Entonces Whitaker y sus colegas adoptaron un enfoque ligeramente diferente. Ellos modificado genéticamente una bacteria ya abundante en las entrañas de la mayoría de las personas, llamadas Phocaeicola vulgatus. “Queríamos algo que fuera compatible con la colonización del intestino”, dice.
El equipo hizo tres cambios genéticos. El primero permitió que la bacteria descomponga los compuestos en los alimentos llamados oxalatos, que contribuyen a cálculos renales. El segundo le permitió digerir un carbohidrato encontrado en algas rojas conocidas como Porphyran. Esto le dio a la bacteria un borde competitivo sobre los microbios intestinales existentes, la mayoría de los cuales no pueden utilizar porfirano. El ajuste final hizo un gen esencial para la supervivencia de la bacteria dependiendo de los porfiranos. Juntos, estos cambios permitieron a los investigadores controlar el crecimiento del microbio, agregando que Porphyran alentó la propagación de la bacteria, mientras que restringiendo el Porphyran lo mató.
Los investigadores alimentaron a 12 ratas una dieta de alta oxalato durante cuatro días, luego trataron la mitad de ellas con las bacterias genéticamente modificadas y la otra mitad con una tensión que no pudo descomponer los oxalatos. Porphyran se agregó a todas las dietas diarias de los animales. Después de seis días, las ratas tratadas con las bacterias diseñadas tenían, en promedio, 47 % menos de oxalato en su orina en comparación con el grupo de control.
Luego, el equipo probó los microbios de ingeniería en nueve personas con hiperoxaluria entérica, una condición en la que el cuerpo absorbe demasiado oxalato, causando cálculos renales recurrentes. Todos los participantes consumieron 10 gramos de porfirano diariamente durante 28 días. En comparación con tres personas que tienen la condición pero no se sometieron a tratamiento, las que sí tuvieron un 27 % menos de oxalato en la orina, en promedio.
Esta reducción no fue estadísticamente significativa, probablemente debido al pequeño tamaño de la muestra, dice Whitaker. Pero todavía hay razones para creer que la bacteria podría prevenir cálculos renales, ya que otros ensayos clínicos sugieren que una reducción del 20 por ciento en el oxalato es suficiente para reducir los síntomas, dice.
Si bien ninguno de los participantes experimentó efectos secundarios graves, los tratados con el microbio intestinal genéticamente modificado tenían más probabilidades de tener dolor abdominal, diarrea y otros problemas gastrointestinales suaves.
Un problema más grande es el análisis genético de los microbiomas intestinales de los participantes humanos revelados, ocho semanas después de detener el suplemento, solo cuatro de ellos todavía tenían bacterias capaces de digerir el porfirano. Esto indica que las bacterias diseñadas habían cambiado material genético con microbios intestinales existentes. Esto no debería causar ninguna preocupación de seguridad para los participantes, pero es un problema que tendrá que ser planchado en futuros estudios, dice Whitaker.
“Creo que esto [approach] es un verdadero avance “, dice Christoph thaisstambién en la Universidad de Stanford, que no estuvo involucrado con la investigación. Él dice que el trabajo muestra que es posible diseñar microbios intestinales con efectos terapéuticos y hacer que colonizaran de manera confiable el intestino, una estrategia que podría tratar una variedad de condiciones.
“Sabemos que nuestra microbiota intestinal está asociada con muchas enfermedades diferentes: diabetes, enfermedad cardíaca, cáncer”, dice Whitaker. “Pero no sabemos exactamente de qué se trata la microbiota que está causando o prevenir enfermedades”. Descansar esas relaciones será necesaria para que los investigadores aprovechen al máximo este enfoque, dice.
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