Así es como tus bacterias y microbios pueden salvarte de enfermedades como el COVID-19
- Written by Ana Maldonado-Contreras, Assistant Professor of Microbiology and Physiological Systems, University of Massachusetts Medical School
Puede que no lo sepas, pero tienes un ejército de microbios viviendo dentro de ti que son esenciales para combatir las amenazas, incluido el virus que causa COVID-19.
En las últimas dos décadas, los científicos han aprendido que nuestros cuerpos albergan más células bacterianas que las humanas.
Esta comunidad de bacterias que vive dentro y sobre nosotros – llamada microbioma – se asemeja a una empresa, en la que cada especie de microbio realiza trabajos especializados, pero todos trabajan para mantenernos saludables.
Uno de los trabajos de las bacterias en nuestro intestino, es equilibrar la respuesta de nuestro sistema inmune contra otras bacterias y virus que si causan enfermedad (los llamamos pátogenos). Las bacterias entrenan el sistema inmune y aseguran que la respuesta sea efectiva contra pátogenos pero no tan violenta como para causar daños colaterales al huésped (usted!)
Las bacterias de nuestro intestino pueden provocar una respuesta inmunitaria eficaz contra virus que no solo infectan el intestino, como el norovirus[1] y el rotavirus[2], sino también los que infectan los pulmones, como el virus influenza, causante de la gripe[3].
Los microbios intestinales hacen este trabajo enviando señales químicas a las células del sistema inmune para que produzcan potentes proteínas antivirales que finalmente eliminan las infección[4].
De manera que una persona que carece de estas bacterias intestinales no tendrá una respuesta inmune eficaz en contra de virus invasores. Como resultado, es posible que las infecciones no se controlen y afecten negativamente nuestra salud.
Soy una microbióloga[5] fascinada por las formas en que las bacterias contribuyen a que estemos saludables.
Un enfoque importante de mi investigación[6] es descubrir cómo los alimentos que consumimos en nuestra dieta afecta las bacterias beneficiosas que residen en nuestros intestinos y mantienen un sistema inmune efectivo.
Mi trabajo más reciente se centra en el vínculo[7] entre nuestro microbioma y la gravedad de COVID-19. Mi objetivo es descubrir cómo podemos mejorar el microbioma intestinal con terapias nutricionales para evocar una respuesta inmune competente – no solo para eliminar SARS-CoV-2 - sino para otros patógenos y enfermedades afectando el sistema inmunitario.
Los microbios intestinales beneficiosos envían señales químicas a las células del sistema inmune para que produzcan potentes proteínas antivirales.
chombosan/iStock/Getty Images Plus[8]
¿Cómo las bacterias de su cuerpo lo mantienen saludable?
Nuestra defensa inmunológica es parte de una respuesta biológica compleja contra patógenos dañinos, como virus o bacterias.
Sin embargo, debido a que nuestros cuerpos están habitados por billones de bacterias, virus y hongos en su mayoría beneficiosos, la activación de nuestra respuesta inmune está estrictamente controlada para sólo ser activada contra microbios dañinos.
Nuestras bacterias son compañeras espectaculares que ayudan diligentemente a preparar las defensas de nuestro sistema inmunológico para combatir infecciones.
Un estudio seminal encontró que los ratones tratados con antibióticos que eliminan las bacterias del intestino, tienen una respuesta inmune debilitada.
Estos animales tienen bajos números de glóbulos blancos encargados de combatir virus, además de una producción deficiente de anticuerpos - proteínas vitales para combatir una infección viral[9].
En otro estudio[10], grupo de ratones fueron alimentados con la bacteria Lactobacillus, comúnmente utilizadas como probióticos en alimentos fermentados (por ejemplo: yogurt). Los investigadores observaron que los ratones tratados con estas bacterias presentaban síntomas leves después de ser infectados con el virus de influenza, mientras que los animales sin Lactobacillus presentaban síntomas muy graves. Particularmente se observó que los ratones tratados con Lactobacillus no perdieron peso y sólo tuvieron un daño pulmonar leve en comparación con los ratones no tratados.
Del mismo modo, otros investigadores han encontrado que el tratamiento de ratones con Lactobacillus protege contra diferentes subtipos de[11]influenza[12] y el virus sincitial respiratorio humano – la principal causa de la bronquiolitis viral y neumonía en niñas y niños[13].
Alimentos fermentados como el kimchi, vinagre y yogurt contienen probióticos benecifiosos.
marekuliasz/iStock/Getty Images Plus[14]
Enfermedades crónicas y microbios
Los pacientes con enfermedades crónicas que incluyen diabetes tipo 2, obesidad y enfermedades cardiovasculares exhiben un sistema inmunológico hiperactivo que no reconoce un estímulo inofensivo y está vinculado a un microbioma intestinal alterado.
En estas enfermedades crónicas, el microbioma intestinal carece de bacterias que activen las células inmunes[15] que mantienen una respuesta inmune controlada para tolerar los billones de bacterias inofensivas viviendo en nuestro cuerpo.
Esta alteración del microbioma intestinal también se observa en bebés que nacen por cesárea[16], personas que consumen una dieta[17] deficiente y personas de la tercera edad[18].
En Estados Unidos, 117 millones de personas – aproximadamente la mitad de la población adulta – padecen diabetes tipo 2, obesidad, enfermedades cardiovasculares o una combinación de ellas[19]. Eso sugiere que la mitad de los adultos estadounidenses tienen un ejército de microbiomas defectuoso.
La investigación en mi laboratorio se enfoca en identificar las bacterias intestinales que son críticas para crear un sistema inmunológico equilibrado, que combate las infecciones bacterianas y virales que amenazan la vida, mientras tolera las bacterias beneficiosas del microbioma.
Debido a que la dieta afecta la diversidad de bacterias en el intestino, los estudios de mi laboratorio estamos investigando cómo la dieta puede usarse[20] como terapia para enfermedades crónicas.
Usando diferentes alimentos, las personas pueden cambiar su microbioma intestinal a uno que impulse una respuesta inmunológica saludable.
Una fracción de los pacientes infectados con SARS-CoV-2, el virus que causa la enfermedad COVID-19, desarrollan complicaciones graves que requieren hospitalización en unidades de cuidados intensivos.
¿Qué tienen en común muchos de esos pacientes? Avanzada edad[21] y las enfermedades crónicas relacionadas con la dieta como la obesidad, la diabetes tipo 2 y las enfermedades cardiovasculares.
Las personas Afroamericanas y comunidades latinas se ven afectadas de manera desproporcionada por la obesidad, la diabetes tipo 2 y las enfermedades cardiovasculares[22], todas ellas relacionadas con una mala nutrición. Por tanto, no es una coincidencia que estos grupos hayan sufrido más muertes por COVID-19[23] en comparación con el resto de la población del país. Este es el caso no solo en Estados Unidos sino también en Reino Unido[24].
En varios países, las minorías han sufrido más muertes por COVID-19 en comparación con el resto de la población.
Blake Nissen/Boston Globe via Getty Images[25]
Descubriendo microbios que predicen la gravedad de COVID-19
La pandemia de COVID-19 me ha inspirado a explorar el papel del microbioma intestinal en la respuesta inmune agresiva y fuera de control contra la infección del SARS-CoV-2.
Mis colegas y yo hemos planteado la hipótesis de que los pacientes críticamente enfermos con COVID-19 que también padecen de enfermedades crónicas como obesidad, diabetes tipo 2 y enfermedades cardiovasculares exhiben un microbioma intestinal alterado que agrava el síndrome de dificultad respiratoria aguda[26].
Se cree que el síndrome de dificultad respiratoria aguda, una lesión pulmonar potencialmente mortal, en pacientes con SARS-CoV-2 se desarrolla a partir de una respuesta exagerada y letal del sistema inmune[27] llamada tormenta de citocinas[28] que causa una inundación incontrolada[29] de células inmunitarias en los pulmones[30].
En estos pacientes, su propia respuesta inmune inflamatoria incontrolada, en lugar del virus en sí, causa la lesión pulmonar grave y fallas multiorgánicas[31] que conducen a la muerte.
Varios estudios publicados recientemente[32] han identificado un microbioma intestinal alterado en pacientes con COVID-19.Falta la identificación de bacterias específicas dentro del microbioma que podrían predecir la gravedad de COVID-19.
Para abordar esta pregunta, mis colegas y yo reclutamos pacientes hospitalizados por COVID-19 con síntomas graves y moderados.
Recolectamos muestras de heces y saliva para determinar si las bacterias en el intestino y el microbioma oral podrían predecir la gravedad del padecimiento.
La identificación de marcadores de microbioma que pueden predecir los resultados clínicos de la enfermedad es clave para determinar los pacientes que necesitan tratamiento urgente.
Demostramos[33], en un artículo que aún no ha sido revisado por otros expertos, que la composición del microbioma intestinal puede predecir la gravedad del COVID-19 con más certeza que las características clínicas del paciente usadas comúnmente en los hospitales.
Específicamente, identificamos que la presencia de una bacteria en las heces – llamada Enterococcus faecalis – puede predecir la gravedad de la enfermedad caused por el coronavirus. Enterococcus faecalis ha sido asociado con inflamación[34] crónica[35].
Enterococcus faecalis recolectado de heces se puede cultivar fuera del cuerpo en laboratorios clínicos. Por lo tanto, determinar la presencia y abundancia de Enterococcus faecalis podría ser una forma rentable, rápida y relativamente fácil de identificar a los pacientes que probablemente necesiten más cuidados e intervenciones terapéuticas urgentes para mejorar sus posibilidades de supervivencia.
Pero aún no está claro a partir de nuestra investigación cuál es la contribución del microbioma alterado en la respuesta inmune a la infección por SARS-CoV-2.
Un estudio reciente ha demostrado que la infección de COVID-19 desencadena un desequilibrio en las células inmunitarias[36] llamadas células T reguladoras que son fundamentales para el equilibrio inmunológico[37].
Las bacterias del microbioma intestinal son responsables de la activación adecuada[38] de esas células[39] T reguladoras[40].
Por lo tanto, los investigadores como yo debemos tomar muestras repetidas de heces, saliva y sangre del paciente durante un período de tiempo más prolongado para aprender cómo el microbioma alterado observado en los pacientes con COVID-19 puede modular la gravedad de la enfermedad, quizás alterando el desarrollo de la T células reguladoras.
Como científica latina que investiga las interacciones entre la dieta, el microbioma y la inmunidad, debo enfatizar la importancia de mejores políticas para mejorar el acceso a alimentos frescos (vegetales, frutas), que conducen a un microbioma más saludable.
Si bien una dieta de buena calidad no puede prevenir la infección por SARS-CoV-2, si puede tratar las enfermedades crónicas relacionadas con su gravedad.
References
- ^ el norovirus (doi.org)
- ^ y el rotavirus (doi.org)
- ^ el virus influenza, causante de la gripe (doi.org)
- ^ las infección (doi.org)
- ^ Soy una microbióloga (scholar.google.com)
- ^ Un enfoque importante de mi investigación (www.umassmed.edu)
- ^ Mi trabajo más reciente se centra en el vínculo (doi.org)
- ^ chombosan/iStock/Getty Images Plus (www.gettyimages.com)
- ^ combatir una infección viral (doi.org)
- ^ En otro estudio (doi.org)
- ^ subtipos de (doi.org)
- ^ influenza (doi.org)
- ^ la principal causa de la bronquiolitis viral y neumonía en niñas y niños (doi.org)
- ^ marekuliasz/iStock/Getty Images Plus (www.gettyimages.com)
- ^ las células inmunes (doi.org)
- ^ en bebés que nacen por cesárea (doi.org)
- ^ dieta (doi.org)
- ^ personas de la tercera edad (doi.org)
- ^ padecen diabetes tipo 2, obesidad, enfermedades cardiovasculares o una combinación de ellas (health.gov)
- ^ los estudios de mi laboratorio estamos investigando cómo la dieta puede usarse (www.umassmed.edu)
- ^ Avanzada edad (www.cdc.gov)
- ^ Las personas Afroamericanas y comunidades latinas se ven afectadas de manera desproporcionada por la obesidad, la diabetes tipo 2 y las enfermedades cardiovasculares (doi.org)
- ^ estos grupos hayan sufrido más muertes por COVID-19 (www.cdc.gov)
- ^ Reino Unido (www.washingtonpost.com)
- ^ Blake Nissen/Boston Globe via Getty Images (www.gettyimages.com)
- ^ el síndrome de dificultad respiratoria aguda (theconversation.com)
- ^ respuesta exagerada y letal del sistema inmune (doi.org)
- ^ tormenta de citocinas (theconversation.com)
- ^ que causa una inundación incontrolada (doi.org)
- ^ de células inmunitarias en los pulmones (doi.org)
- ^ la lesión pulmonar grave y fallas multiorgánicas (doi.org)
- ^ publicados recientemente (doi.org)
- ^ Demostramos (doi.org)
- ^ inflamación (doi.org)
- ^ crónica (doi.org)
- ^ la infección de COVID-19 desencadena un desequilibrio en las células inmunitarias (doi.org)
- ^ células T reguladoras que son fundamentales para el equilibrio inmunológico (doi.org)
- ^ la activación adecuada (doi.org)
- ^ células (doi.org)
- ^ T reguladoras (doi.org)
Authors: Ana Maldonado-Contreras, Assistant Professor of Microbiology and Physiological Systems, University of Massachusetts Medical School
