Archivo - Bacterias intestinales - MIYAKO NAKAMURA/ ISTOCK - Archivo
MADRID, 29 Ene. (EUROPA PRESS) -
El intestino es uno de los órganos más complejos y silenciosos del cuerpo humano. Aunque rara vez le prestamos atención, en su interior ocurren cambios constantes que pueden anticipar problemas de salud mucho antes de que aparezcan síntomas evidentes. El reto siempre ha sido saber cómo observar esas señales sin intervenir ni alterar su equilibrio natural.
CUANDO EL INTESTINO EMPIEZA A AVISAR
Investigadores de la Universidad Columbia Británica (UCB) de Canadá han diseñado bacterias intestinales que atenúan su brillo fluorescente en presencia de enfermedad. Sus hallazgos, publicados en 'Cell', podrían mejorar la forma en que se diagnostican problemas en el intestino utilizando bacterias que ya viven allí.
"Nuestros biosensores podrían mejorar la capacidad de predecir cómo progresan las enfermedades en el intestino, identificando cambios tempranos que podrían ayudar en las intervenciones preventivas", comenta el coautor principal Juan Camilo Burckhardt, candidato a doctorado en el departamento de microbiología e inmunología (MBIM).
Los métodos actuales de referencia para observar el intestino implican procedimientos invasivos que solo pueden proporcionar una imagen única de la salud intestinal. El biosensor desarrollado por la UBC, actualmente en pruebas en ratones, establece una nueva tecnología que permite una monitorización continua y no invasiva mediante muestras de heces.
BACTERIAS QUE REACCIONAN CUANDO ALGO NO VA BIEN
"Las bacterias beneficiosas que residen naturalmente en el intestino y contribuyen a la salud intestinal son muy sensibles a las condiciones locales y han evolucionado para prosperar a largo plazo en estos entornos", indica la primera coautora, la doctora Giselle McCallum, quien colaboró en la investigación durante su doctorado.
Por lo tanto, añade, "la construcción de biosensores en estas bacterias permite a los investigadores monitorizar continuamente el entorno intestinal sin perturbarlo".
El equipo se centró en Bacteroides thetaiotaomicron (B. theta), una bacteria intestinal nativa que se puede modificar fácilmente en el laboratorio. Identificaron genes en B. theta que se activan en respuesta a alteraciones intestinales comunes en enfermedades gastrointestinales como la celiaquía y la enfermedad inflamatoria intestinal.
Una alteración clave es el estrés osmótico: cuando el intestino no puede absorber los alimentos adecuadamente, las moléculas no digeridas se acumulan y arrastran agua hacia el intestino. Esto puede provocar diarrea, inflamación y un posible empeoramiento de la enfermedad original.
"Comprender estos cambios intestinales es esencial para avanzar en nuestras estrategias de diagnóstico y tratamiento para la salud intestinal", expone la doctora Carolina Tropini, autora principal y profesora adjunta del MBIM y de la facultad de ingeniería biomédica. "Para ello, necesitamos mediciones de alta sensibilidad a medida que ocurren estos cambios, incluso antes de que aparezcan los síntomas".
UN PASO HACIA DIAGNÓSTICOS MÁS TEMPRANOS Y PERSONALIZADOS
Los biosensores suelen fabricarse modificando bacterias para que brillen cuando están estresadas. Sin embargo, en B. theta, este brillo es demasiado débil para detectarlo. Para solucionarlo, los investigadores invirtieron el sistema: modificaron las bacterias para que brillaran intensamente en condiciones normales y se atenuaran en condiciones de estrés.
Por lo tanto, un mayor estrés osmótico en el intestino provoca un brillo más débil, lo que permite a los investigadores medir el estrés según la atenuación de la señal.
Posteriormente, el equipo probó su biosensor en ratones, analizando muestras de heces para medir la intensidad del brillo en células bacterianas individuales.Descubrimos que el biosensor reportaba con precisión el estrés osmótico intestinal, incluso detectando cambios sutiles que no causaban síntomas clínicos como la diarrea. Se mantuvo estable y receptivo durante semanas, lo que significa que podría rastrear el entorno intestinal a largo plazo y potencialmente detectar enfermedades antes de que se presenten los síntomas, insiste Burckhardt.
Los investigadores ahora pueden adaptar su biosensor para informar sobre otras condiciones intestinales y potencialmente desarrollar sensores que puedan leer múltiples cambios a la vez, incluidos los niveles de oxígeno, temperatura y pH en el intestino.
"Si bien las primeras aplicaciones probablemente se centrarán en el monitoreo de enfermedades gastrointestinales, el objetivo a largo plazo es un enfoque personalizado donde las personas puedan monitorear aspectos de su salud intestinal a lo largo del tiempo e identificar señales tempranas de alerta de desequilibrio o disfunción", escriben los investigadores.
Los investigadores esperan que su estudio siente las bases para una serie de biosensores vivos de próxima generación, incluidos sistemas bacterianos que administran medicamentos solo cuando se detectan cambios específicos relacionados con la enfermedad.
