Promovează supraviețuirea bacteriilor benefice în intestinul uman

Microbii care trăiesc în intestin sunt esențiali pentru sănătatea umană, iar înțelegerea factorilor care încurajează creșterea speciilor bacteriene benefice – cunoscute sub numele de bacterii „bune” – în intestin poate permite intervenții medicale care îmbunătățesc intestinul și sănătatea umană în general. Într-un nou studiu, cercetătorii de la Universitatea Yale au descoperit un nou mecanism prin care aceste bacterii colonizează intestinul.

Mai exact, echipa de la Yale a descoperit că una dintre cele mai abundente specii benefice găsite în intestinul uman a arătat un potențial de colonizare crescut la expunerea la reducerea carbonului – o constatare care ar putea duce la noi intervenții clinice pentru a susține un intestin sănătos. Rezultatele au fost publicate pe 16 martie Științe.

Echipa Yale, cu sediul în laboratorul geneticianului Eduardo Groizmann, Waldemar von Zedtwitz profesor de patogeneză microbiană, a descoperit că bacteria intestinală benefică Bacteroides thetaiotaomicron a răspuns la înfometarea de carbon – elementul de construcție al tuturor celulelor – prin sechestrarea unei porțiuni de molecule pentru o substanță esențială. factor de transcripție într-un compartiment fără membrană.

Echipa a demonstrat că sechestrarea factorului de transcripție a crescut activitatea acestuia, modulând expresia a sute de gene bacteriene, inclusiv mai multe care promovează colonizarea intestinală și controlează căile metabolice centrale ale bacteriilor. Aceste rezultate arată că bacteriile „bune” folosesc sechestrarea particulelor din compartimentele fără membrană ca o strategie vitală pentru a coloniza intestinul mamiferelor.

Bacteroides thetaiotaomicron și alte bacterii din intestinul mamiferelor au acces la nutrienții ingerați de animalul gazdă. Cu toate acestea, există și perioade lungi de timp când organismul gazdă nu mănâncă. Cercetătorii au descoperit că lipsa de nutrienți, inclusiv de carbon, declanșează producerea de factori de colonizare în bacteriile intestinale benefice.

a spus Emilia Krypoto, un post-doctorat în laboratorul lui Groizmann și autoarea principală a cărții Nerds.

O confluență de observații din cercetările anterioare ale laboratorului a dus la această descoperire. Primul a fost atunci când Grossman a observat că dimensiunea factorului de transcripție din microbiomul intestinal era mult mai mare decât proteinele omoloage bine studiate de la alte specii bacteriene. Echipa a descoperit apoi că bacteriile nu ar putea supraviețui în intestinul unui șoarece fără regiunea suplimentară, care lipsește din proteinele omoloage.

Kributo a emis apoi ipoteza că regiunea suplimentară ar putea conferi o nouă proprietate biofizică unui factor de transcripție necesar pentru ca bacteriile să supraviețuiască în intestin și a efectuat cu succes o serie de experimente pentru a testa ipoteza.

Grossman a spus că realizarea acestor compartimente fără membrană are de fapt o sută de ani. Ideea principală a lui Krypotou, a spus el, a fost de a deduce noi proprietăți ale unui factor de transcripție bacterian – numit Rho – pe baza regiunii suplimentare. Factorul de transcripție este sechestrat printr-un proces cunoscut sub numele de separare de fază lichid-lichid, care este un fenomen omniprezent întâlnit într-o varietate de celule, inclusiv în celulele umane.

„Acest fenomen este cunoscut, dar este asociat de obicei cu stresul în organismele eucariote, cum ar fi plantele, animalele și ciupercile”, a spus Grossman. „Recent am realizat că poate apărea și cu bacterii și, în cazul nostru, am demonstrat că apare în bacteriile intestinale comensale, de care au nevoie pentru a supraviețui în intestin. În acest scop, organismele benefice pentru oameni ar putea fi îmbunătățite.”

Descoperirile ar putea ajuta la stimularea dezvoltării de noi tratamente probiotice pentru sănătatea intestinului, a spus Krypoto.

„Majoritatea studiilor se uită doar la abundența bacteriilor”, a spus ea. „Dacă nu înțelegem ce se întâmplă la nivel molecular, nu știm dacă va ajuta”.