Relaciones entre bacterias y sistema inmunitario.


El cuerpo humano coexiste prácticamente desde el nacimiento con las comunidades bacterianas que se encuentran en todas las mucosas y epitelios comunicados con el exterior.

La mayoría de estos microorganismos viven en el intestino (la superficie mucosa más extensa de nuestro organismo) y su número es, al menos, 10 veces mayor al de todas nuestras células somáticas y germinales juntas (Savage, 1977, Salminem e Isolauri, 2006). Se ha estimado que hay un mínimo de 500 especies bacterianas distintas, incluyendo la microbiota residente y las especies que colonizan temporalmente un nicho funcional vacío, aunque la mayoría son difíciles de cultivar in vitro (Savage, 1977). En el intestino, estas bacterias comensales interaccionan bioquímica, inmunológica y neurológicamente con el resto de células y sustancias que allí se encuentran. Esta relación se suele describir como comensal (una parte se beneficia mientras que la otra aparentemente no se ve afectada) pero, en realidad, es de mutualismo (ambas partes se benefician) (Bäckhed et al., 2005).

Numerosas investigaciones con modelos de animales axénicos (criados en condiciones de asepsia total) han puesto de manifiesto que la microbiota comensal, y en especial aquella que reside en el TGI, ejerce una influencia vital en el correcto desarrollo bioquímico y fisiológico del organismo que colonizan (Gordon y Pesti, 1971). Entre las importantes funciones para el hospedador en las que interviene la microbiota intestinal deben incluirse no sólo la metabólica y la protectora, sino también otras menos conocidas como la de contribuir a la maduración del TGI y la de regular la angiogénesis y la deposición de grasa (Tabla 4) (Bäckhed et al., 2005; Hooper, 2004; Neu et al., 2007; Stappenbeck et al., 2002).

En cuanto a la función metabólica, la microbiota presente en el colon fermenta carbohidratos de origen vegetal que no son digeridos por nuestras enzimas digestivas. Los productos metabólicos más importantes de esta fermentación son los ácidos grasos de cadena corta (principalmente acetato, butirato y propionato) que constituyen la principal fuente energética de las células del epitelio intestinal en el colon y participan en el control de varios procesos metabólicos (Cummings et al., 1987 y 2001). Además, estos ácidos grasos de cadena corta favorecen la absorción de calcio, hierro y magnesio (Miyazawa et al., 1996; Roberfroid et al., 1995; Younes et al., 2001). La síntesis de numerosas vitaminas (biotina, riboflavina, ácido pantoténico, piridoxina, cianocobalamina o vitamina K) importantes para el hospedador humano también se debe a bacterias tanto Gram-negativas como Gram-positivas presentes en el colon (Burgess et al., 2004; Conly et al., 1994; Hill, 1997; Quesada-Chanto et al., 1994;
Sybesma et al., 2003).

La mucosa intestinal está en contacto directo y de manera continuada con el ambiente externo y, por lo tanto, es susceptible de ser colonizada e invadida por microorganismos ajenos. Sin embargo, las bacterias que componen la microbiota intestinal constituyen un ecosistema equilibrado que evita la colonización y/o proliferación por parte de los microorganismos exógenos potencialmente patógenos. Los mecanismos implicados en este efecto protector son la “exclusión competitiva”, es decir, la competencia por los sitios de unión a la superficie de las células epiteliales (Bernet et al., 1994), la competencia por los nutrientes disponibles en el nicho ecológico (Hooper y col, 1999) y la producción de sustancias antimicrobianas.

Pero, sin duda, la influencia de la microbiota intestinal en el desarrollo del sistema inmunitario es la función objeto de un mayor número de investigaciones. En primer lugar, el establecimiento de la microbiota intestinal determina el desarrollo del sistema inmunitario (Grönlund et al., 2000), actuando como un regulador esencial en las respuestas inmunitarias (Noverr y Huffnagle, 2004). Los estudios con animales axénicos han demostrado que estos animales presentan un gran número de alteraciones en el sistema inmunitario, como por ejemplo una baja densidad de células linfoides en la mucosa intestinal, estructuras foliculares linfocitarias pequeñas y una baja concentración de Igs circulantes en la sangre (Butler et al., 2000; Falk et al., 1998; Tannock, 2001). La inmadurez del sistema inmunitario de estos animales demuestra que la microbiota intestinal podría actuar como un importante estímulo inmunogénico permitiendo la maduración del GALT (Helgeland et al., 1996; Shroff et al.,
1995). Dicha hipótesis queda demostrada cuando se induce experimentalmente la colonización bacteriana en estos animales y se comprueba la recuperación de la mayoría de los parámetros inmunitarios afectados por la ausencia de microorganismos. La introducción de una sola especie bacteriana en el intestino induce grandes cambios en la expresión génica de las células epiteliales y de la mucosa intestinal (Hooper et al., 2001).

Así, por ejemplo, algunas bacterias intestinales comensales estimulan la aparición de células plasmáticas productoras de IgA en la lámina propia de animales axénicos. Además, la capacidad de producir IgA va aumentando a medida que se regenera la compleja microbiota intestinal (Moreau et al., 1978; Shroff et al., 1995).

Por otra parte, las bacterias patógenas suelen expresar factores de virulencia que facilitan su entrada en las células del epitelio intestinal y la posterior invasión y colonización local o sistémica, dando lugar a una infección. Y ¿cómo reconoce el sistema inmunitario a las bacterias comensales y las diferencia de las patógenas? ¿Qué mecanismos explican que el intestino no se encuentre permanentemente en un estado de inflamación por la presencia de bacterias? Hasta hace poco tiempo se consideraba que la relación con las bacterias era competencia casi exclusiva del sistema inmunitario y que el epitelio intestinal actuaba como una simple barrera física. Sin embargo, actualmente se sabe que el epitelio intestinal contribuye de manera muy importante al mantenimiento de la homeostasis inmunitaria en el intestino: toma muestras del lumen intestinal, discrimina entre bacterias apatógenas y patógenas, e influye en las células presentadoras de antígenos y en los linfocitos (Artis, 2008;
Magalhaes et al., 2007; Lu y Walker, 2001)

Los enterocitos y las células dendríticas expresan en su superficie celular dos sistemas principales de receptores que reconocen patrones moleculares conservados de las distintas especies bacterianas: la familia de los TLRs (del inglés, Toll-Like Receptors) y los NOD (del inglés, Nucleotide-binding Oligomerization Domain) (Abreu et al., 2005; Cario, 2005). Estos receptores parecen ser cruciales para la comunicación bacteria-huésped en el intestino.

Forman parte del sistema de reconocimiento bacteriano que funciona como un sistema de clave o contraseña. Cada cepa bacteriana, sea comensal o patógena, expresa un conjunto de moléculas específicas de ese microorganismo y cada una es reconocida de manera más o menos selectiva por uno de los diversos TLR presentes en la superficie de las células inmunitarias. Según la combinación específica de receptores activados por los
correspondientes antígenos bacterianos, se activará la vía hacia la tolerancia (estado de no respuesta inmunitaria a ciertos antígenos “conocidos” o ubicuos) o se inducirá una respuesta inflamatoria.

Precisamente el establecimiento de la microbiota normal en el periodo neonatal representa un fuerte efecto estimulador para la maduración del GALT. El correcto funcionamiento de la comunicación entre la microbiota y el sistema inmunitario intestinal es esencial ya que una hipersensibilidad en la infancia frente a las bacterias normales del intestino daría lugar a una respuesta inmunitaria aberrante y podría conducir a enfermedades inflamatorias crónicas en el adulto, como la enfermedad de Crohn o la colitis ulcerosa (Lupp y Finlay, 2005; Shanahan, 2002). El aumento en la incidencia de estas enfermedades inflamatorias crónicas (respuesta linfocitaria Th1) y alergias (respuesta linfocitaria Th2) en
Europa y Estados Unidos a finales del siglo XIX coincidió con el aumento en la higiene personal y el avance de los sistemas de Salud Pública, por lo que se definió la “teoría de la higiene” (Strachan, 1989). Según dicha teoría, el estilo de vida moderno ha reducido el contacto temprano con los microorganismos, provocando una modificación de la microbiota intestinal, la cual es directamente responsable de la modulación del sistema inmunitario neonatal. Por tanto, mejorar la calidad de la microbiota intestinal podría ser una alternativa terapéutica válida para reducir el riesgo de determinadas enfermedades en el adulto, como por ejemplo mediante el uso terapéutico de los probióticos. Hasta el momento hay muchos
estudios que apoyan su uso para tratar enfermedades inflamatorias, infecciosas y alérgicas (Shanahan, 2005; Yan y Polk, 2004).

La manipulación de la microbiota se está convirtiendo en una estrategia terapéutica real para muchas infecciones e inflamaciones del intestino (O’Hara y Shanahan, 2006). En los últimos años se ha popularizado el uso de probióticos en adultos y ya se ha iniciado su uso en nutrición infantil observándose, tal y como postula la teoría de la higiene, beneficios en la prevención de enfermedades como las alergias y la inflamación intestinal o reduciendo el riesgo de padecer infecciones (Gupta et al., 2000; Isolauri et al., 2000; Rosenfeldt et al., 2004; Tannock, 1997).

Extracto de  FUENTES DE BACTERIAS PARA LA COLONIZACIÓN DEL INTESTINO DEL NEONATO. APLICACIÓN PARA EL TRATAMIENTO DE LAS MASTITIS LACTACIONALES, de ESTHER A. JIMÉNEZ QUINTANA. -UCM e-prints. / PDF

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