Publicado 13/01/2020 07:56CET

El sistema nervioso no solo detecta la presencia de 'Salmonella' sino que defiende al cuerpo contra ella

Bacteria salmonella, salmonela
Bacteria salmonella, salmonela - CDC PUBLIC HEALTH IMAGE LIBRARY (NIAID) - Archivo

MADRID, 13 Ene. (EUROPA PRESS) -

Una nueva investigación realizada por científicos de la Facultad de Medicina de Harvard (Estados Unidos) ha descubierto que los nervios en el intestino de los ratones no solo perciben la presencia de la 'Salmonella' sino que protegen activamente contra la infección por esta peligrosa bacteria mediante el despliegue de dos líneas de defensa.

El estudio, que se publica en la revista 'Cell', arroja una nueva luz sobre la visión clásica del sistema nervioso como un simple perro guardián que detecta el peligro y alerta al cuerpo de su presencia. Los resultados muestran que al interferir directamente con la capacidad de 'Salmonella' para infectar los intestinos, el sistema nervioso es tanto un detector de peligro como un defensor contra él.

"Nuestros resultados muestran que el sistema nervioso no es solo un simple sistema de sensor y alerta --explica el neuroinmunólogo Isaac Chiu, investigador principal del estudio y profesor asistente de inmunología en el Instituto Blavatnik de la Facultad de Medicina de Harvard--. Hemos encontrado que las células nerviosas en el intestino van más allá. Regulan la inmunidad intestinal, mantienen la homeostasis intestinal y proporcionan protección activa contra la infección".

Específicamente, los experimentos revelan que las neuronas sensibles al dolor incrustadas en el intestino delgado y debajo de las células llamadas parches de Peyer se activan por la presencia de 'Salmonella', una bacteria transmitida por los alimentos responsable de una cuarta parte de todas las enfermedades diarreicas bacterianas en todo el mundo.

Una vez activados, los nervios usan dos tácticas defensivas para evitar que el insecto infecte el intestino y se propague por el resto del cuerpo. Primero, regulan las puertas celulares que permiten que los microorganismos y diversas sustancias entren y salgan del intestino delgado.

En segundo lugar, aumentan la cantidad de microbios intestinales protectores llamados SFB (bacterias filamentosas segmentadas), que forman parte del microbioma en el intestino delgado.

En condiciones normales, los parches de Peyer, grupos de tejido linfático e inmune que se encuentran exclusivamente en la pared del intestino delgado, escanean el medio ambiente, toman muestras de sustancias y determinan qué puede llegar al intestino.

Para realizar esta función, los parches de Peyer están tachonados con células M, que son canales celulares que se abren y cierran para regular la entrada de sustancias y microorganismos en el intestino. Estas células M son los principales puntos de entrada que la 'Salmonella' y otras bacterias peligrosas explotan para invadir el intestino delgado.

Para hacerlo, la bacteria 'Salmonella' se inyecta en los factores de transcripción intestinal que estimulan a las células intestinales a convertirse en células M. A continuación, la 'Salmonella' se adhiere a los azúcares que se encuentran encima de las células M, las puertas celulares, y utiliza sus 'tentáculos' para abrir las puertas.

Para comprender el papel de las neuronas intestinales sensibles al dolor en la protección contra infecciones, los investigadores compararon cómo los ratones con y sin ellos respondieron a 'Salmonella'. Un grupo de ratones tenía neuronas intestinales intactas, otro grupo tenía estas neuronas genéticamente desactivadas o eliminadas, y otra cohorte las tenía químicamente discapacitadas.

Los experimentos mostraron que, en presencia de 'Salmonella', las neuronas intestinales se disparan al liberar un neuroquímico llamado CGRP, que ralentiza la diferenciación de células M, reduciendo así el número de puntos de entrada que Salmonella puede usar.

Además, los experimentos muestran que las neuronas intestinales lanzan otra forma de defensa. Al liberar CGRP, aumentan la presencia de microbios SFB, microorganismos que, entre otras funciones beneficiosas, también protegen contra la invasión de 'Salmonella'.

Precisamente cómo lo hacen no está claro, pero Chiu y sus colegas dicen que un mecanismo plausible puede ser que SFB use sus pequeños ganchos pequeños para adherirse a la pared intestinal y formar un recubrimiento repelente que protege contra las bacterias que causan la enfermedad.

Ambos mecanismos de defensa funcionaron de manera confiable en ratones con neuronas intestinales intactas. Sin embargo, no es así en animales que carecían de estas neuronas intestinales.

De hecho, las biopsias intestinales de ratones con neuronas inactivadas mostraron parches de Peyer más densamente infiltrados por Salmonella a una tasa mayor que los animales con neuronas intactas. Los animales con deficiencia de neuronas también tenían menos microbios protectores SFB en sus intestinos.

No es sorprendente que estos ratones enfermaran de 'Salmonella' a un ritmo mayor y tenían una enfermedad más extendida que los ratones con fibras nerviosas intactas.

"Cada vez está más claro que el sistema nervioso interactúa directamente con organismos infecciosos de varias maneras para afectar la inmunidad --destaca Chiu--. Las bacterias literalmente nos ponen nerviosos".

Los hallazgos están en línea con investigaciones anteriores del grupo de Chiu que muestran una poderosa interacción tripartita entre la infección y el sistema nervioso e inmune. Pero en contraste con los nuevos hallazgos, el trabajo anterior mostró que el sistema nervioso puede, a veces, ser explotado por organismos infecciosos en su beneficio.

Los nuevos hallazgos se suman a un creciente cuerpo de conocimiento que muestra que el sistema nervioso tiene un repertorio mucho más amplio que la señalización hacia y desde el cerebro.

"Nuestros hallazgos ilustran una conversación cruzada importante entre el sistema nervioso y el sistema inmune --señala la primera autora del estudio Nicole Lai, investigadora en inmunología en el laboratorio de Chiu--. Es claramente una carretera bidireccional con ambos sistemas enviando mensajes e influyéndose mutuamente para regular las respuestas protectoras durante la infección".

De hecho, el intestino contiene tantos nervios que a menudo se le ha llamado el segundo cerebro. Como un sistema de alerta diseñado para advertir al cuerpo de amenazas inminentes, el sistema nervioso actúa ultrarrápidamente. Por lo tanto, los nuevos hallazgos, según los investigadores, sugieren que la evolución ha aprovechado esta característica para una mayor protección.

"Si lo piensa, la participación del sistema nervioso en la inmunidad es una forma evolutivamente inteligente de proteger el intestino de la infección al reutilizar una característica existente", apunta Chiu.

Los investigadores dicen que sus hallazgos también podrían ayudar a explicar observaciones previas que muestran que el uso de opioides, que silencian las fibras nerviosas sensibles al dolor, y otros medicamentos que modulan los nervios pueden hacer que las personas sean más propensas a las infecciones.

"Si reduce la señalización nerviosa en un esfuerzo por reducir el dolor, es posible que, sin darse cuenta, también disminuya sus capacidades protectoras --explica--. Nuestras observaciones apoyan esa idea".

La interacción entre las neuronas intestinales y el control de las células M representa un área madura para futuras investigaciones, avanza el equipo, porque las células M, las puertas moleculares del intestino delgado, también son explotadas por otros organismos que causan enfermedades humanas graves, incluida la bacteria. 'E. coli', 'Shigella' y 'Yersinia', así como priones, grupos de proteínas mal propagadas que se propagan por sí mismos y que pueden causar afecciones neurodegenerativas raras pero universalmente fatales.