El intestino es el hogar de un elenco de microbios que influyen en la salud y la enfermedad. Se cree que algunos tipos de microorganismos contribuyen al desarrollo de afecciones inflamatorias, como la enfermedad inflamatoria intestinal (EII), pero la cascada exacta de eventos que lleva de los microbios a las células inmunitarias y a la enfermedad sigue siendo un misterio. Un nuevo estudio realizado por investigadores del Brigham and Women’s Hospital, miembro fundador del sistema de atención médica Mass General Brigham, explora exactamente qué lleva a la generación de células Th17, un importante subtipo de células en el intestino, y descubre algunas de las subestimadas actores moleculares y eventos que conducen a la diferenciación celular en el intestino. Uno de esos jugadores es el metabolito de purina xantina, que se encuentra en altos niveles en alimentos con cafeína como el café, el té y el chocolate. Los resultados del estudio se publican en Immunity.
« Uno de los conceptos en nuestro campo es que se requieren microbios para la diferenciación de células Th17, pero nuestro estudio sugiere que puede haber excepciones », dijo el coautor principal Jinzhi Duan, PhD, de la División de Gastroenterología, Hepatología y Endoscopia en el Departamento de Medicina en BWH. « Estudiamos los mecanismos subyacentes de la generación de células Th17 en el intestino y encontramos algunos resultados sorprendentes que pueden ayudarnos a comprender mejor cómo y por qué se pueden desarrollar enfermedades como la EII ».
Mientras iluminaban los pasos que conducían a la diferenciación de las células Th17, los investigadores descubrieron inesperadamente un papel para la xantina en el intestino.
« A veces, en la investigación, hacemos estos descubrimientos fortuitos; no es necesariamente algo que buscaste, pero es un hallazgo interesante que abre nuevas áreas de investigación », dijo el autor principal, Richard Blumberg, MD, de la División de Gastroenterología, Hepatología y Endoscopia en el Departamento de Medicina. « Es demasiado pronto para especular sobre si la cantidad de xantina en una taza de café tiene efectos útiles o dañinos en el intestino de una persona, pero nos da pistas interesantes para seguir mientras buscamos maneras de generar una respuesta protectora y una barrera más fuerte en el intestino ».
Se cree que las células T colaboradoras (Th17) productoras de interleucina-17 desempeñan un papel clave en el intestino. Las células pueden ayudar a construir una barrera protectora en el intestino, y cuando ocurre una infección bacteriana o fúngica, estas células pueden liberar señales que hacen que el cuerpo produzca más células Th17. Pero las células también se han implicado en enfermedades como la esclerosis múltiple, la artritis reumatoide, la psoriasis y la EII.
Duan, el coautor principal Juan Matute, MD, Blumberg y sus colegas utilizaron varios modelos de ratón para estudiar los eventos moleculares que conducen al desarrollo de las células Th17. Sorprendentemente, descubrieron que las células Th17 podían proliferar incluso en ratones libres de gérmenes o ratones que habían estado administrando antibióticos para eliminar bacterias. El equipo descubrió que el estrés del retículo endoplásmico en las células epiteliales intestinales impulsaba la diferenciación de las células Th17 a través de metabolitos de purina, como la xantina, incluso en ratones que no portaban microbios y con firmas genéticas que sugerían células con propiedades protectoras.
Los autores señalan que su estudio se limitó a las células del intestino; es posible que la interferencia entre las células del intestino y otros órganos, como la piel y los pulmones, pueda tener una influencia importante en los resultados. También señalan que su estudio no identifica qué hace que las células Th17 se vuelvan patógenas, es decir, que desempeñen un papel en la enfermedad. Señalan que se necesita más exploración, incluidos estudios que se centren en células Th17 de EII humana.
« Si bien aún no sabemos qué está causando la patogenia, las herramientas que hemos desarrollado aquí pueden llevarnos un paso más cerca de comprender qué causa la enfermedad y qué podría ayudar a resolverla o prevenirla », dijo Blumberg.
Fondos: Este trabajo fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud (subvenciones DK044319, DK051362, DK053056, DK088199, DK117565, DK110559, DK015070), el Centro de Enfermedades Digestivas de Harvard (DK034854), el Premio de beca de investigación CCF (# 707702), el Programa de desarrollo científico pediátrico (K12HD000850), Austrian Science Fund (FWF J 4396), Wellcome Trust (premio de investigador principal 106260/Z/14/Z y 222497/Z/21/Z), el Consejo Europeo de Investigación (HORIZON2020/ERC acuerdo de subvención n.º 648889 ), la subvención individual de la DFG (SO1141/10-1); Unidad de Investigación de la DFG FOR5042 « miTarget — El microbioma como diana en las enfermedades inflamatorias del intestino » (proyecto P5); el DFG Cluster of Excellence 2167 Precision Medicine in Chronic Inflammation, el proyecto BMBF iTREAT (SP5); y la subvención EU H2020 SYSCID (contrato nº 733100).