Las bacterias intestinales pueden proteger a los bebés de infecciones intestinales

La gastroenteritis es una de las principales causas de muerte en niños menores de 5 años, lo que provoca 2,5 millones de muertes al año, y los bebés más pequeños corren mayor riesgo. Una nueva investigación en ratones ha mostrado evidencia prometedora de que un tipo de bacteria intestinal podría proporcionar protección contra los efectos adversos de las infecciones gastrointestinales en los bebés.
Nuevos hallazgos en ratones podrían allanar el camino para nuevos enfoques para proteger a los bebés humanos de las infecciones gastrointestinales.

Las infecciones gastrointestinales son una causa común de diarrea y vómitos y son desencadenadas por gérmenes, incluidos virus, bacterias y parásitos. Bacterias, como Salmonela y Escherichia coli - se estima que son responsables de entre 10 y 20 por ciento de los casos de gastroenteritis en niños.

La mayoría de los casos de Salmonela y E. coli la infección mejora sin tratamiento dentro de 4 a 10 días. Sin embargo, en niños pequeños con sistemas inmunológicos débiles, existe un mayor riesgo de complicaciones, algunas de las cuales incluyen deshidratación, insuficiencia renal e incluso la muerte.

La Escuela de Medicina de la Universidad de Michigan exploró ratones de diferentes edades para evaluar si las bacterias intestinales Clostridia puede jugar un papel en la protección de los ratones contra las consecuencias peligrosas para la vida de Salmonela y E. coli. Los hallazgos podrían conducir a nuevos enfoques para proteger a los bebés humanos de las infecciones gastrointestinales. Los resultados de los investigadores fueron publicados en Ciencia.

"Cualquier padre sabe que los recién nacidos son muy susceptibles a las infecciones en el primer año de vida, incluidas las infecciones intestinales o intestinales", dice Gabriel Núñez, autor principal del estudio y profesor de patología de la Universidad de Michigan. "Este trabajo sugiere que la falta de bacterias protectoras en la microbiota intestinal es un mecanismo para esa susceptibilidad, tal vez más que la edad del sistema inmune".

Clostridia son un grupo de más de 100 especies de bacterias inofensivas que crecen en el intestino. La investigación indica que Clostridia está ausente en ratones recién nacidos, pero comienza a crecer días después. La ausencia de Clostridia hace que los ratones jóvenes sean vulnerables a las bacterias invasoras, que es similar a los patógenos que infectan a los bebés humanos.

Con el conocimiento de que los ratones recién nacidos no tienen bacterias intestinales naturales, los investigadores vieron la oportunidad de observar cómo los microbios de las bacterias intestinales de ratones de diferentes edades afectarían la vulnerabilidad de los ratones recién nacidos a la infección cuando se los trasplantara a sus entrañas.

Se usaron técnicas avanzadas de análisis de ADN para detectar los tipos y medir las cantidades de bacterias en las entrañas de los ratones.

Clostridia redujo las bacterias dañinas, disminuyó el riesgo de muerte

Núñez y sus colegas utilizaron ratones germinados recién nacidos y adultos para llevar a cabo una serie de experimentos. Las muestras de microbios intestinales se extrajeron de las heces de ratones normales de 4 días, 12 días y 16 días.

El equipo descubrió que los ratones de 16 días tenían la gama más diversa de microbios intestinales, incluidos Clostridia y Bacteroides bacterias, que no se observaron en los ratones más jóvenes que todavía recibían toda su nutrición de la leche materna.

Los ratones libres de gérmenes recibieron un trasplante de bacterias de ratones normales de 4 días o 16 días. Luego fueron expuestos a una cepa de Salmonela eso infectaría el intestino solamente. De los ratones que recibieron los microbios de 4 días, la mitad murió. Sin embargo, ninguno de los ratones que recibieron los microbios de 16 días murió.

A continuación, los investigadores probaron el mismo experimento usando Citrobacter rodentium - una cepa de bacterias similar a la E. coli cepas que afectan a los humanos Muchos de los ratones que recibieron los microbios de 4 días murieron. A los ratones supervivientes se les administró un trasplante de los microbios de 16 días de vida, que disminuyó rápidamente la cantidad de C. rodentium en sus entrañas

Posteriormente, los investigadores querían descubrir qué pasaría si a los ratones libres de gérmenes se les administraban los microbios de un ratón recién nacido, pero que contenían dosis adicionales de cualquiera Clostridia o Bacteroides bacterias. Cuando los grupos de ratones fueron expuestos a C. rodentium, solo los ratones que habían recibido Clostridia fueron capaces de resistir la infección.

Del mismo modo, el 90 por ciento de los ratones que recibieron Clostridia seguían vivos una semana más tarde y después de haber estado expuestos a Salmonela, en comparación con aquellos que no habían recibido Clostridia.

Salmonela y E. coli también afectan a los adultos, aunque en mucha menor medida, por lo que los investigadores decidieron evaluar las consecuencias de administrar vancomicina, un antibiótico que destruye Clostridia y Bacteroides - a ratones adultos. los Salmonela y C. rodentium prosperado en este entorno intestinal debilitado.

La protección contra la infección aumentó significativamente al agregar succinato

Núñez y colaboradores también compararon las funciones del sistema inmune del cuerpo y los microbios intestinales en la lucha contra las infecciones. Lo lograron estudiando ratones con sistemas inmunitarios deteriorados. Los ratones recibieron microbios de 4 días de edad y expuestos a Salmonela. Los ratones fueron capaces de luchar contra la infección a pesar de su sistema inmunológico debilitado, pero solo cuando recibieron una dosis extra de Clostridia.

El experimento final evaluó el impacto de agregar succinato al agua potable de ratones que habían recibido microbios de 4 días con Clostridia. El succinato es una sal que las bacterias que prosperan en el oxígeno producen como subproducto. La adición de succinato a la mezcla proporcionó a los ratones una protección incluso mejor contra Salmonela, lo que sugiere que Clostridia - que viven en ausencia de oxígeno - se alimentan de los productos de desecho de las bacterias que necesitan oxígeno, que florecen en las entrañas de los recién nacidos.

Clostridia comienzan a crecer en el intestino y prevenir el crecimiento de Salmonela y C. rodentium durante el tiempo que los ratones destetados pasan de recibir leche de su madre a ser alimentados con alimentos sólidos. El equipo está empezando a observar qué papel juega la leche materna en el establecimiento del microbioma intestinal del recién nacido y cómo el destete a los sólidos transfiere los microbios del mundo exterior al intestino del niño.

"Normalmente, adquirimos Clostridia nos duele las tripas cuando comenzamos a comer sólidos, pero este trabajo sugiere una ventana de vulnerabilidad a los patógenos entéricos en las primeras etapas de la vida ".

Gabriel Núñez

El trabajo futuro de la Escuela de Medicina de la Universidad de Michigan pondrá a prueba las cepas particulares de Clostridia que son mas efectivos Si, en estudios posteriores, el papel protector de Clostridia para los recién nacidos se confirma, podría haber potencial para un ensayo clínico en humanos para probar una combinación de cepas, concluye Núñez.

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