Microbiota intestinal y antibióticos: descubierta la pieza que faltaba en el rompecabezas
Científicos del HIRI identifican un pequeño ARN que influye en la sensibilidad del patógeno intestinal Bacteroides thetaiotaomicron a determinados antibióticos
Los entresijos de la adaptación de las bacterias intestinales a su entorno aún no se han estudiado a fondo. Investigadores del Instituto Helmholtz para la Investigación de Infecciones Basadas en el ARN (HIRI) de Würzburg y de la Universidad de California en Berkeley (EE.UU.) han logrado colmar una laguna en este conocimiento: Han identificado un pequeño ácido ribonucleico (sRNA) que afecta a la susceptibilidad del patógeno intestinal Bacteroides thetaiotaomicron a determinados antibióticos. Los hallazgos, publicados hoy en la revista Nature Microbiology, podrían servir de base para nuevas terapias contra las enfermedades intestinales y la resistencia a los antibióticos.
El intestino, un complejo ecosistema de numerosos microorganismos, desempeña un papel fundamental en el bienestar humano. Factores como los cambios en la dieta, los medicamentos o las sales biliares pueden influir en la microbiota y afectar a la salud. Entre las bacterias intestinales prevalentes en el ser humano se encuentra el Bacteroides thetaiotaomicron. Estos microbios intestinales intervienen en la descomposición de los polisacáridos durante la digestión, contribuyendo a la salud humana. Sin embargo, también pueden favorecer las infecciones cuando el ecosistema está desequilibrado, por ejemplo tras un tratamiento con antibióticos. Sin embargo, los mecanismos moleculares que permiten a estos microbios intestinales adaptarse a su entorno siguen siendo en gran medida desconocidos.
"Mi grupo y yo queremos entender cómo se adaptan los Bacteroides thetaiotaomicron a las condiciones cambiantes del intestino", afirma Alexander Westermann, resumiendo el objetivo del estudio publicado hoy en la revista Nature Microbiology. El iniciador de la investigación es jefe de un grupo de investigación del Instituto Helmholtz para la Investigación de Infecciones Basadas en el ARN (HIRI) de Würzburg, una sede del Centro Helmholtz de Braunschweig para la Investigación de Infecciones (HZI) en cooperación con la Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU).
Para esclarecer las redes de transcripción en Bacteroides thetaiotaomicron, los científicos del HIRI colaboraron con investigadores de la Universidad de California en Berkeley (EE.UU.) para cartografiar las unidades de transcripción y perfilar su expresión en diferentes condiciones experimentales. Comparando esta información sobre la expresión génica con los datos de aptitud física obtenidos de variantes bacterianas modificadas genéticamente, el equipo de investigación pudo obtener una visión holística de las redes reguladoras y del papel funcional de los ARNs en la adaptación bacteriana. "Nuestros hallazgos ofrecen nuevas perspectivas sobre la compleja interacción entre las señales ambientales, la expresión génica y la aptitud bacteriana", afirma Westermann, que también es profesor en la JMU.
Un ARN pequeño regula la sensibilidad a los antibióticos
Los investigadores, estudiando el contenido de ácido nucleico de Bacteroides thetaiotaomicron, identificaron una molécula específica de ARN regulador -un ARN pequeño (ARNs)- que influye en la sensibilidad de la bacteria a los antibióticos de tetraciclina. "Con el descubrimiento del sRNA MasB y su papel en la modulación de la sensibilidad a los antibióticos, hemos revelado un mecanismo regulador hasta ahora no caracterizado", afirma el primer autor e investigador postdoctoral Daniel Ryan. Los resultados aportan información sobre la influencia de los tratamientos antibióticos en los miembros de la microbiota. Sobre esta base, podrían desarrollarse nuevas estrategias para prevenir los daños colaterales inducidos por los antibióticos en las bacterias beneficiosas y mejorar la terapéutica.
Los hallazgos representan un valioso activo para la comunidad del microbioma: El exhaustivo atlas del transcriptoma, que está a disposición del público a través del navegador web "Theta-Base", presenta la oportunidad de estudiar más sRNAs y explorar sus funciones en este contexto. "La biología del ARN de Bacteroides y otros miembros de la microbiota intestinal sigue siendo poco conocida. Las investigaciones de este tipo sientan las bases para futuras investigaciones y ofrecen un recurso fundamental para seguir explorando", afirma Westermann.
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Publicación original
Daniel Ryan, Elise Bornet, Gianluca Prezza, Shuba Varshini Alampalli, Taís Franco de Carvalho, Hannah Felchle, Titus Ebbecke, Regan J. Hayward, Adam M. Deutschbauer, Lars Barquist, Alexander J. Westermann; "An expanded transcriptome atlas for Bacteroides thetaiotaomicron reveals a small RNA that modulates tetracycline sensitivity"; Nature Microbiology, 2024-3-25
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