Efectos del Lactobacillus GG en el Patrón de Expresión Genética en la Mucosa del Intestino Delgado

• AUTOR : Di Caro S, Tao H, Gillo A y colaboradores
• TITULO ORIGINAL : Effects of Lactobacillus GG on Genes Expression Pattern in Small Bowel Mucosa
• CITA : Digestive and Liver Disease 37(5):320-329, May 2005
• MICRO : Los genes afectados por la administración de Lactobacillus rhamnosus GG se encuentran involucrados en una amplia variedad de funciones, que influyen principalmente la expresión de los genes asociados con la respuesta inmune y la inflamación.
  

Introducción

Se define como probiótico a un microorganismo vivo que cuando se administra en cantidades adecuadas confiere un beneficio de salud al huésped. Se ha sugerido que los probióticos promueven la función de barrera del intestino y producen un balance en la generación de citoquinas proinflamatorias y antiinflamatorias, que aumentan la respuesta inmune del huésped y envían señales de maduración al tejido linfoide asociado al intestino. Se mostró que los probióticos reducen la frecuencia y la duración de las diarreas asociadas al tratamiento antibiótico, la colitis pseudomembranosa asociada al Clostridium difficile, la infección por rotavirus y la diarrea del viajero. Además, se informaron otros beneficios, como mejoras en el síndrome de colon irritable, en síntomas del síndrome de deficiencia de lactasa, alérgicos y dermatitis atópica; asimismo, se le atribuye un probable papel en la prevención del cáncer de colon. Estos beneficios fueron observados en la clínica, pero se necesitan evidencias sobre su efecto a nivel celular para comprender su mecanismo de acción y respaldar los efectos terapéuticos informados.

Los autores plantearon la hipótesis de que el Lactobacillus rhamnosus GG (LGG) interacciona a nivel del lumen intestinal con el epitelio y representa el primer paso de sus efectos locales y sistémicos, en especial en la inflamación y la inmunidad. El objetivo del presente trabajo consistió en identificar los patrones de expresión genética inducidos por el LGG en la mucosa duodenal sana.

Métodos

Pacientes. Se incluyeron en la investigación 6 pacientes con esofagitis grado I sin alteraciones gástricas o intestinales. Los pacientes no recibieron tratamiento con drogas antiinflamatorias, laxantes o cualquier agente que pudiese alterar la respuesta inmune en los 30 días anteriores al comienzo del estudio.

Diseño del experimento. Los pacientes fueron aleatorizados en 2 grupos: el grupo I (n = 3) recibió 2 dosis diarias de LGG 6 x 109 y 40 mg de esomeprazol y el grupo II (control, n = 3) recibió 40 mg/día de esomeprazol durante 30 días.

Biopsias duodenales. Para evaluar el patrón de expresión genética de base se tomaron muestras de biopsias de la mucosa duodenal distal mediante endoscopia, antes del tratamiento y al mes de iniciado el mismo.

Análisis del ADN. Se tomaron muestras de ARN y se sintetizaron hebras de ADN de doble hélice. Para el análisis estadístico se evaluaron las diferencias en la expresión de los genes y, para ello, se compararon las muestras previas al tratamiento y posteriores al mismo, y luego se compararon ambos grupos. También se determinó si existió una expresión diferencial de algún gen en particular.

Análisis de las vías moleculares. El análisis se realizó con el software Gen MAPP. Mediante una ecuación matemática que expresa las diferentes variables analizadas se calculó un puntaje «z» que permite analizar las variaciones producidas en la expresión de los distintos genes.

Validación de los datos obtenidos. Para la validación de los datos se utilizó la técnica de RT-PCR.

Resultados

Análisis del ADN

Se observó una regulación por aumento en 334 genes y una regulación por disminución en 92 genes en el grupo I. El LGG afectó principalmente la expresión de los genes asociados con la respuesta inmune, la inflamación, la apoptosis, el crecimiento y la adhesión celular, la trascripción y la comunicación y el ciclo celular.

Análisis de la validez de los datos

Los cambios relativos en la expresión genética fueron similares en el aspecto cualitativo para el análisis de ADN por Mic y por RT-PCR.

Análisis de las vías moleculares

Los grupos de genes con mayor expresión fueron los involucrados con la respuesta inflamatoria, en particular los relacionados con la activación del complemento, la unión a antígenos, la respuesta al estrés y la adhesión celular.

Discusión

Existen evidencias de que la interacción entre los probióticos y los enterocitos es la responsable de las modificaciones complejas que sufre el epitelio. El análisis realizado en el presente estudio demostró que los genes afectados por la administración de LGG se involucran en una amplia variedad de funciones. Se propuso que los probióticos son capaces de modular la expresión fenotípica inmune al influenciar el balance Th1/th2, y los resultados de este estudio demostraron una regulación por aumento del AIF-1, que modula la respuesta inflamatoria tipo Th1. También se observó que el LGG indujo la expresión de miembros de la familia del FNT, que median la regulación de la respuesta inmune y la patogénesis de la inflamación intestinal en la enfermedad de Crohn. Dentro de los genes que mostraron una regulación por aumento se encuentra el TP53I11, que forma parte de la vía de supresión de tumores del TP53, cuya desregulación se encuentra involucrada en la carcinogénesis del colon y de las metástasis hepáticas. Se debe tener en cuenta que la carcinogénesis es un proceso que involucra mecanismos múltiples y la participación de otras moléculas como las citoquinas. La administración de LGG afectó la expresión de las quimoquinas y sus receptores; así, podrían influenciar procesos como la inflamación en la enfermedad de Crohn, de la mucosa en la infección bacteriana o enfermedades alérgicas. La aplicación de LGG también modificó la expresión de las metaloproteinasas de la matriz y sus inhibidores, que desempeñan un rol importante en la remodelación de los tejidos durante la inflamación y en la invasión de los tejidos por tumores y metástasis. Otra clase de genes afectados por el LGG son los que codifican la expresión de las moléculas ICAM, importantes en la adhesión celular y la migración leucocitaria. Los protooncogenes Fos sufrieron una regulación por disminución luego del tratamiento con probióticos.

Para entender la validez clínica de los datos arrojados por este estudio del ADN será crucial comparar los efectos probióticos en diferentes segmentos del tracto gastrointestinal y en contextos clínicos distintos. Además, los datos suministrados se limitan a la administración de LGG en un período específico de tiempo y con una dosis determinada. Otro punto a tener en cuenta, según aclaran los autores, es que la muestra de este estudio resultó muy pequeña. Sin embargo, los resultados presentados representan el primer enfoque metodológico realizado para comprender las consecuencias de la aplicación de LGG, que refiere una amplia variedad de genes involucrados en numerosas funciones biológicas.

En este estudio, los autores informan el patrón de expresión de los genes inducidos por el LGG en el duodeno sano, lo que brinda una base importante para lograr profundizar la comprensión de la compleja interacción huésped-bacteria.

Especialidad: Bibliografía - Gastroenterología