Cómo las enfermedades transmitidas por los alimentos protegen el sistema nervioso intestinal

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Un simple error intestinal podría causar mucho daño. Hay 100 millones de neuronas esparcidas a lo largo del tracto gastrointestinal, directamente en la línea de fuego, que pueden ser eliminadas por infecciones intestinales, lo que puede conducir a enfermedades gastrointestinales a largo plazo.

Pero puede haber una ventaja en la infección entérica. Un nuevo estudio ha descubierto que los ratones infectados con bacterias o parásitos desarrollan una forma única de tolerancia bastante diferente de la respuesta inmune de los libros de texto. La investigación, publicada en Celda, describe cómo los macrófagos intestinales responden a una agresión anterior protegiendo las neuronas entéricas, evitando que mueran cuando atacan futuros patógenos. En última instancia, estos hallazgos podrían tener implicaciones clínicas para afecciones como el síndrome del intestino irritable, que se ha relacionado con la muerte incontrolada de las neuronas intestinales.

«Estamos describiendo una especie de memoria innata que persiste después de que desaparece la infección primaria», dice Daniel Mucida de Rockefeller. «Esta tolerancia no existe para matar patógenos futuros, sino para abordar el daño causado por la infección mientras se conserva la cantidad de neuronas en el intestino».

Causa de muerte neuronal

Conocido como el «segundo cerebro» del cuerpo, el sistema nervioso entérico alberga el mayor almacenamiento de neuronas y glía fuera del cerebro mismo. El sistema nervioso del tracto gastrointestinal existe de forma más o menos autónoma, sin una intervención significativa del cerebro. Controla el movimiento de nutrientes y desechos a través de fiat, coordinando el intercambio local de fluidos y el flujo sanguíneo con una autoridad que no se ve en ningún otro lugar del sistema nervioso periférico.

Si mueren suficientes de esas neuronas, el tracto gastrointestinal pierde el control.

Mucida y sus colegas informaron el año pasado que las infecciones intestinales en ratones pueden matar las neuronas entéricas de los roedores, con consecuencias desastrosas para la motilidad intestinal. En ese momento, los investigadores notaron que los síntomas del SII reflejan de cerca lo que uno podría esperar ver cuando las neuronas entéricas mueren en masa, lo que aumenta la posibilidad de que infecciones intestinales menores puedan diezmar las neuronas entéricas en algunas personas más que en otras, lo que lleva al estreñimiento y otras afecciones gastrointestinales inexplicables. .

Los investigadores se preguntaron si el cuerpo tiene algún mecanismo para prevenir la pérdida neuronal después de una infección. En un trabajo anterior, el laboratorio había demostrado que los macrófagos en el intestino producen moléculas especializadas que evitan que las neuronas mueran en respuesta al estrés.

Comenzaba a gestarse una hipótesis. «Sabíamos que las infecciones entéricas causan pérdida neuronal y sabíamos que los macrófagos previenen la muerte de las células neuronales», dice Mucida. «Nos preguntamos si realmente estábamos mirando una sola vía. ¿Una infección previa activa estos macrófagos para proteger las neuronas en futuras infecciones?»

Bacterias versus parásitos

El becario postdoctoral Tomasz Ahrends y otros miembros del laboratorio infectaron por primera vez ratones con una cepa no letal de Salmonela, una fuente bacteriana estándar de intoxicación alimentaria. Los ratones eliminaron la infección en aproximadamente una semana, perdiendo varias neuronas entéricas en el camino. Luego infectaron a esos mismos ratones con otra bacteria similar transmitida por los alimentos. Esta vez, los ratones no sufrieron más pérdida de neuronas entéricas, lo que sugiere que la primera infección había creado un mecanismo de tolerancia que evitaba la pérdida neuronal.

Los científicos han descubierto que las infecciones parasitarias comunes también tienen un impacto similar. «A diferencia de las bacterias patógenas, algunos parásitos como los helmintos han aprendido a vivir dentro de nosotros sin causar un daño excesivo a los tejidos», dice. De hecho, esta familia de parásitos, que incluye trematodos, tenias y lombrices intestinales, infecta de una manera más sutil que las bacterias altamente hostiles. Pero también inducen una protección aún mayor y de mayor alcance.

Durante una infección bacteriana primaria, descubrió Mucida, las neuronas llaman macrófagos, que se apresuran al área y protegen sus células vulnerables de futuros ataques. Sin embargo, cuando un helminto se cuela en el intestino, son las células T las que reclutan a los macrófagos, incluso enviándolos a partes distantes del intestino para garantizar que toda la gama de neuronas entéricas esté protegida de daños futuros.

Al final del día, a través de diferentes vías, las infecciones bacterianas y por helmintos conducían a la protección de las neuronas entéricas.

Más tarde, Ahrends repitió los experimentos con ratones en una tienda de mascotas. «Los animales en la naturaleza probablemente ya han tenido algunas de estas infecciones», dice. «Esperaríamos una tolerancia preestablecida a la pérdida neuronal». De hecho, estos animales no sufrieron pérdidas neuronales por ninguna infección. «Tenían muchos helmintos en general», dice Mucida. «Las infecciones parasitarias estaban haciendo su trabajo, previniendo las pérdidas neuronales que vimos en los animales aislados en el laboratorio».

Una corazonada

Mucida ahora espera determinar el impacto preciso de la pérdida neuronal en el tracto gastrointestinal. «Hemos visto que los animales consumen más calorías sin aumentar de peso después de una pérdida neuronal», dice. «Esto puede significar que la pérdida de neuronas entéricas también tiene un impacto en la absorción de nutrientes, la ingesta metabólica y de calorías».

Puede haber más consecuencias de la pérdida neuronal de las que esperábamos «, añade.

Mucida cree que esta investigación podría contribuir a una comprensión más completa de las causas subyacentes del SII y las afecciones relacionadas. «Una hipótesis es que la cantidad de neuronas entéricas a lo largo de la vida está determinada por las infecciones de la primera infancia, que evitan que se pierdan neuronas después de cada infección posterior», explica Mucida.

Las personas que por alguna razón no desarrollan tolerancia pueden seguir perdiendo neuronas entéricas de por vida con cada infección subsiguiente. Los estudios futuros explorarán métodos alternativos para proteger las neuronas entéricas y, con suerte, allanar el camino para las terapias.

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