La composición de las bacterias intestinales es crucial para impulsar la recuperación de los recuentos de neutrófilos en la sangre de los ratones después de tratamientos como trasplantes de células madre o quimioterapia.

Los glóbulos blancos, o granulocitos, son células que forman parte del sistema inmunitario innato. El tipo más común de granulocitos es el neutrófilo, un fagocito que destruye los microbios en el cuerpo. Los recuentos bajos de neutrófilos en la sangre se denominan neutropenia; esta condición se ve comúnmente en casos de leucemia o después de la quimioterapia. Se sabe que la neutropenia induce granulopoyesis, el proceso de formación de granulocitos. Sin embargo, los mecanismos exactos por los cuales la neutropenia impulsa la granulopoyesis no se comprenden completamente.

Un equipo de investigadores dirigido por el profesor asociado Daigo Hashimoto y el profesor Takanori Teshima de la Facultad de Medicina de la Universidad de Hokkaido ha descubierto que el microbioma intestinal desempeña un papel fundamental en la conducción de la granulopoyesis en modelos de ratones. Sus hallazgos fueron publicados en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

El proceso de aumento de la granulopoyesis por encima de un nivel homeostático se puede dividir en granulopoyesis de emergencia, impulsada por la presencia de bacterias, y granulopoyesis reactiva, en la que la granulopoyesis aumenta en ausencia de infecciones microbianas activas. Se sabía que la granulopoyesis reactiva ocurre después de la neutropenia causada por el trasplante de células madre hematopoyéticas (SCT) o la quimioterapia contra el cáncer. El equipo quería comprender los mecanismos por los cuales la neutropenia desencadenaba la granulopoyesis reactiva en estos dos escenarios.

El equipo indujo neutropenia prolongada en modelos de ratones y observó los niveles de citoquinas, moléculas de señalización celular, que se sabe que están asociadas con la granulopoyesis. Descubrieron que dos citocinas estaban significativamente elevadas: el factor estimulante de colonias de granulocitos (G-CSF) y la interleucina 17A (IL-17A). Demostraron que la IL-17A era fundamental para la recuperación de neutrófilos. Confirmaron que las células T son la fuente principal de IL-17A.

Estaban interesados ​​en examinar si el microbioma intestinal influía en la granulopoyesis, basándose en otras investigaciones que sugerían que el microbioma intestinal y la hematopoyesis de la médula ósea podrían afectarse entre sí. Descubrieron que el microbioma intestinal regula al alza la granulopoyesis reactiva a través de la IL-17A secretada por las células T, y también encontraron que la neutropenia prolongada altera el microbioma intestinal. Determinaron que fue este cambio en la composición del microbioma lo que mejoró la granulopoyesis reactiva.

Este estudio demostró que los cambios en el microbioma intestinal inducidos por la neutropenia estimulan la granulopoyesis reactiva en la médula ósea a través de la IL-17A secretada por las células T, lo que promueve la recuperación de neutrófilos. El trabajo futuro se centrará en ensayos clínicos para probar si esta diafonía se encuentra en humanos; otras vías incluyen el desarrollo de formulaciones de antibióticos que dejen intactas las bacterias que sustentan la granulopoyesis.