Los nuevos genes microbianos responsables de la conversión de ácidos biliares son un gran paso adelante para la salud intestinal

Como dueño de un cuerpo humano, llevas trillones de microbios a donde quiera que vayas. Estos organismos microscópicos no se limitan a hacer autostop; muchos de ellos realizan reacciones químicas esenciales que regulan todo, desde nuestra digestión hasta nuestro sistema inmunológico y nuestro estado de ánimo.

Un conjunto importante de reacciones se relaciona con la absorción de grasas a través de los ácidos biliares. Nuestros hígados producen estos ácidos para ayudar a digerir las grasas y las vitaminas liposolubles a medida que viajan por el intestino delgado. Cerca del final del intestino delgado, los microbios convierten los ácidos en nuevas formas, que puede ser beneficioso o perjudicial.

Una nueva investigación de la Universidad de Illinois identifica el último de un conjunto de genes microbianos involucrados en estas conversiones.

"La localización de estos genes bacterianos permitirá que los estudios mecánicos determinen el efecto de la conversión de ácidos biliares en la salud del huésped. Si encontramos que esta es una reacción beneficiosa, Se pueden desarrollar estrategias terapéuticas para estimular la producción de estos ácidos biliares en el tracto gastrointestinal. "dice Jason Ridlon, profesor asociado en el departamento de Ciencias Animales de la U de I y autor correspondiente de un nuevo artículo en Microbios intestinales .

Los microbios producen enzimas que cambian la orientación de tres grupos hidroxilo en las moléculas de ácidos biliares. Darles la vuelta en diferentes configuraciones reorganiza las moléculas de ácido en formas que pueden ser dañinas o beneficiosas. Ridlon y otros científicos ya habían identificado los genes de dos de estas enzimas, pero uno aún era desconocido.

Para encontrar el gen faltante, Ridlon y sus colaboradores miraron hacia atrás en el tiempo. Investigaciones anteriores vinculan la inversión de un grupo hidroxilo específico, uno unido a una ubicación en la molécula de ácido conocida como carbono-12, con un microbio llamado clostridium. paraputrificum .

"Sabíamos por la literatura publicada hace algunas décadas en qué especies se informó esta función. Lo confirmamos en una cepa de clostridium paraputrificum que tenemos en nuestra colección de cultura. Se sabe que esta función está catalizada por ciertas enzimas conocidas como reductasas, "Dice Ridlon.

"Usando la secuencia del genoma de Clostridium paraputrificum , identificamos todas las reductasas candidatas, diseñó los genes en E. coli y determinó qué reductasa podía invertir el grupo polar en los ácidos biliares, " él añade.

Luego, el equipo de investigación buscó secuencias similares en el microbioma humano.

Pudimos identificar el gen en numerosas especies bacterianas que antes se desconocía que tuvieran esta función metabolizadora de ácidos biliares. Esto es útil para los investigadores del microbioma humano porque el campo se está moviendo hacia el intento de vincular la función con la enfermedad. Ahora conocemos las secuencias precisas de ADN que codifican una enzima que invierte el carbono 12 de los ácidos biliares, "

Jason Ridlon, Estudio Autor Correspondiente y Profesor Asociado, Departamento de Ciencias Animales, Universidad de Illinois

Los investigadores aún no han descubierto si cambiar el grupo hidroxilo en el carbono 12 es algo bueno o malo. En la categoría "buena", el flip puede desempeñar un papel en la desintoxicación de ácidos biliares nocivos como el ácido desoxicólico (DCA) y el ácido litocólico (LCA), sustancias químicas que dañan el ADN y causan cánceres de colon, hígado, y esófago. Pero Ridlon señala que el encuadre "bueno contra malo" simplifica demasiado la realidad.

"Si bien tendemos a pensar en DCA y LCA como 'malos, 'el contexto es muy importante. Infección por Clostridium difficile (C. diff) parece correlacionarse con niveles bajos de DCA y LCA, por ejemplo, por lo que estos ácidos biliares parecen tener un efecto protector en la prevención de colonizadores no deseados. Los altos niveles crónicos de DCA y LCA debido al estilo de vida occidental son 'malos, ' sin embargo, entonces es un acto de equilibrio, ", dice." Uno de los principales objetivos de esta investigación es tratar de establecer y mantener una 'zona Ricitos de oro' de ácidos biliares, ni demasiado ni demasiado poco ".

Si bien aún hay más por aprender, Ridlon dice que identificar y caracterizar estos nuevos genes microbianos responsables de la conversión de ácidos biliares es un gran paso adelante para la salud intestinal.

• Se recomienda el uso temprano de biológicos para pacientes con enfermedad de Crohn luminal y fistulizante.
• Los investigadores utilizan la técnica de secuenciación genómica para detectar la presencia de varios microbios