La inflamación intestinal libera sustancias químicas que nutren el crecimiento de E. coli en la enfermedad de Crohn

Un estudio de varios años sobre el papel de E. coli bacterias intestinales en la enfermedad de Crohn encuentra que la inflamación intestinal libera sustancias químicas que nutren el crecimiento de las bacterias y promueven su capacidad para causar inflamación.

Los resultados identifican nuevas vías para los tratamientos que interrumpen selectivamente los compuestos que alimentan a E. coli.

El estudio, “Los metabolitos de la mucosa alimentan el crecimiento y la virulencia de E. coli vinculados a la enfermedad de Crohn”, publicado el 12 de abril en la revista Perspectiva de la JCI, se centra en la enfermedad de Crohn ileal, una enfermedad inflamatoria intestinal que afecta la última parte del intestino delgado.

Se ha aislado en 21 a 63% de los pacientes con enfermedad de Crohn ileal, lo que lleva a los investigadores a sospechar que AIEC juega un papel clave en el proceso de la enfermedad.

Los investigadores adoptaron un enfoque multidisciplinario basado en el paciente para identificar los factores encontrados en pacientes asociados con AIEC ileal y el impacto de estos factores en el crecimiento y la virulencia de AIEC. La Dra. Shiying Zhang, investigadora asociada sénior en la Facultad de Medicina Veterinaria, encabezó los experimentos relacionados con AIEC, guiada por los análisis multifacéticos de la Dra. Xochitl Morgan en la Universidad de Otago.

Este estudio nos brinda una hoja de ruta completamente nueva basada en el paciente de cosas que podríamos querer abordar para evitar que la E.coli asociada a la enfermedad de Crohn crezca e incite a la inflamación”.


Kenneth Simpson, autor principal, profesor del Departamento de Ciencias Clínicas de la Facultad de Medicina Veterinaria y de Weill Cornell Medicine en la ciudad de Nueva York

Se sospecha que los defectos genéticos, la dieta y las bacterias intestinales desempeñan un papel en la enfermedad de Crohn. Los estudios han demostrado que la inflamación y la composición del microbioma (poblaciones de bacterias intestinales) están interrelacionadas, de modo que cuando el intestino está inflamado, el microbioma cambia de bacterias más beneficiosas a bacterias más hostiles, como la E. coli..

En este estudio, el equipo de investigación caracterizó el microbioma ileal, el entorno químico y las bacterias cultivables junto con la predisposición genética de pacientes con y sin enfermedad de Crohn. Querían responder por qué la inflamación intestinal provoca un cambio hacia E.coli en personas, perros, gatos y ratones.

“Nuestra idea era que este tipo de E.coli podría usar sustancias generadas por la inflamación intestinal para crecer y superar a otras bacterias”, dijo Simpson. “Esencialmente, descubrimos que la mucosa ileal proporciona un extenso menú de productos químicos que AIEC puede mezclar y combinar para el crecimiento y la virulencia”.

Los investigadores determinaron que la inflamación crea un ambiente químico que está enriquecido en una serie de compuestos (llamados metabolitos), en particular fosfolípidos y aminoácidos, que la E.coli asociada a la enfermedad de Crohn puede usar selectivamente para el crecimiento, la energía, la resistencia al estrés y el movimiento hacia el revestimiento intestinal. .

A continuación, determinaron que la etanolamina y la glutamina asociadas con fosfolípidos acentuaban el comportamiento agresivo de AIEC en células cultivadas, y vincularon el uso de etanolamina con la inflamación intestinal en un modelo de enfermedad inflamatoria intestinal.

Estudios anteriores han identificado que las personas con enfermedad de Crohn ileal tienen defectos en los genes que afectan la capacidad de los macrófagos para matar AIEC. Este estudio relaciona la supervivencia de E.coli en el intestino con su capacidad para replicarse en los macrófagos. “La E. coli invasiva adherente es realmente resistente y su capacidad para sobrevivir en el intestino inflamado, donde mueren otras bacterias, también puede permitirle prosperar dentro de los macrófagos de un individuo susceptible a la enfermedad de Crohn”, dijo Simpson.

El equipo descubrió que la E. coli en muchas personas con enfermedad de Crohn es resistente a múltiples clases de antibióticos. Creen que el uso indiscriminado de antibióticos puede promover E. coli intestinal y bacterias relacionadas que luego pueden explotar a un individuo susceptible.

Los coautores incluyen investigadores del Centro Jill Roberts para la Enfermedad Inflamatoria Intestinal; el Instituto Boyce Thompson; y el Centro de Biología y Enfermedades Gastrointestinales de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill; Universidad de Otago en Nueva Zelanda; Universidad Harvard; Universidad de Shimane en Japón; y el Hospital John Radcliffe en el Reino Unido, entre otros.

El estudio fue financiado por la Fundación de Colitis de Crohn, Helmsley Trust, los Institutos Nacionales de Salud y la difunta Jill Roberts, quien inspiró la investigación entre campus en Cornell y fundó el Centro e Instituto Jill Roberts para la Enfermedad Inflamatoria Intestinal.

Fuente:

Referencia de la revista:

Zhang, S., et al. (2022) Los metabolitos de la mucosa alimentan el crecimiento y la virulencia de E. coli vinculados a la enfermedad de Crohn. Perspectiva de la JCI. doi.org/10.1172/jci.insight.157013.

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