Un nuevo estudio del MIT demuestra cómo la mucosidad desarma a los microbios que afectan nuestro cuerpo.

noviembre 5, 2019
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"Más de 200 metros cuadrados de nuestros cuerpos, incluidos el tracto digestivo, los pulmones y el tracto urinario, están cubiertos de moco. En los últimos años, los científicos han encontrado alguna evidencia de que el moco no es solo una barrera física que atrapa bacterias y virus, sino que también puede desarmar a los patógenos y evitar que causen infecciones.

Un nuevo estudio del MIT revela que los glicanos (moléculas de azúcar ramificadas que se encuentran en el moco) son responsables de la domesticación de microbios. Hay cientos de glucanos diferentes en el moco y las investigaciones descubrieron que estas moléculas pueden evitar las bacterias se comuniquen entre sí y formen biopelículas infecciosas, haciéndolas inofensivas.

“Lo que tenemos en el moco es una mina de oro terapéutica”, dice Katharina Ribbeck y Mark Hyman, profesores de Ingeniería Biológica en el MIT. “Estos glicanos tienen funciones biológicas que son muy amplias y sofisticadas. Tienen la capacidad de regular cómo se comportan los microbios y realmente sintonizar su identidad”.

En la investigación publicada en Nature Microbiology, los investigadores se centraron en las interacciones de los glucanos con Pseudomonas aeruginosa, un patógeno oportunista que puede causar infecciones en pacientes con fibrosis quística y personas con sistemas inmunes comprometidos. El trabajo ahora en curso en el laboratorio de Ribbeck ha demostrado que los glucanos también pueden regular el comportamiento de otros microbios.

El autor principal del artículo de Nature Microbiology es el estudiante graduado del MIT Kelsey Wheeler.

Poderosos defensores

La persona promedio produce varios litros de moco todos los días, y hasta hace poco se pensaba que este moco funcionaba principalmente como lubricante y barrera física. Sin embargo, Ribbeck y otros han demostrado que la mucosidad en realidad puede interferir con el comportamiento bacteriano, evitando que los microbios se adhieran a las superficies y se comuniquen entre sí.

En el nuevo estudio, Ribbeck quería probar si los glicanos estaban involucrados en la capacidad del moco para controlar el comportamiento de los microbios. Estas moléculas de azúcar, un tipo de oligosacárido, se unen a proteínas llamadas mucinas, los bloques de construcción de moco que forman gel, para formar una estructura similar a un cepillo de botella.

Los glucanos asociados a la mucosidad han sido poco estudiados, pero Ribbeck pensó que podrían desempeñar un papel importante en la actividad de desarme de microbios que ella había visto previamente de la mucosidad.

“Hemos visto que las mucinas intactas tienen efectos reguladores y pueden causar cambios de comportamiento en toda una gama de patógenos, pero ahora podemos identificar el mecanismo molecular y las entidades responsables de esto, que son los glucanos”, dice Ribbeck.

En estos experimentos, los investigadores utilizaron colecciones de cientos de glucanos, pero ahora planean estudiar los efectos de los glucanos individuales, que pueden interactuar específicamente con diferentes vías o microbios diferentes.

 

Interacciones bacterianas

Pseudomonas aeruginosa es solo uno de los muchos patógenos oportunistas que el moco saludable mantiene bajo control. Ribbeck ahora está estudiando el papel de los glicanos en la regulación de otros patógenos, incluidos Streptococcus y el hongo Candida albicans, y también está trabajando en la identificación de receptores en las superficies de las células microbianas que interactúan con los glicanos.

Su trabajo sobre Streptococcus ha demostrado que los glicanos pueden bloquear la transferencia horizontal de genes, un proceso que los microbios suelen utilizar para propagar genes para la resistencia a los medicamentos.

Ribbeck y otros investigadores ahora están interesados ​​en usar lo que han aprendido sobre las mucinas y los glicanos para desarrollar moco artificial, lo que podría ofrecer una nueva forma de tratar enfermedades derivadas de moco perdido o defectuoso."