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Analizan infección de escherichia coli asociada con desnutrición en niños

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Teresa Estrada García, investigadora del Departamento de Biomedicina Molecular del Cinvestav

Las enfermedades diarreicas son la segunda causa de muerte en niños menores de cinco años y de acuerdo con la OMS cada año mueren por esta enfermedad más de medio millón de infantes en el mundo.

En México, el grupo científico de Teresa Estrada García, investigadora del Departamento de Biomedicina Molecular del Cinvestav, ha establecido cuáles son los principales agentes causantes de diarrea (virus o bacterias) en niños mexicanos que requieren hospitalización por esta enfermedad, evidenciando que los seis patotipos de E. coli, son los principales agentes causales de la diarrea aguda infantil.

“Ese estudio estableció que los patotipos más prevalentes asociados a los casos de diarrea aguda en infantes son: el de E. coli enterodifusa y la E. coli enteroagregativa (EAEC), explicó Estrada García. El grupo de investigación también publicó en la revista Frontiers in Celular and Infection Microbilogy, un modelo murino de infección con un aislado de EAEC de un caso de diarrea infantil, bacteria que causa diarrea frecuentemente en niños desnutridos y adicionalmente esa infección resulta en desnutrición.

La característica del grupo de las bacterias EAEC es que colonizan al epitelio intestinal formando una estructura parecida a ladrillos apilados, después de ello causan diarrea, la cual se asociada con numerosas evacuaciones, presencia de moco y de marcadores de inflamación intestinal en las heces.

“Creemos que la inflamación inducida por EAEC en el intestino se debe a la liberación de ciertas toxinas conocidas como PET, PIC, SAT,  entre otras, y en los niños ese órgano no pueda absorber de manera adecuada los nutrientes presentes en los alimentos, provocando desnutrición crónica, que resulta en el retraso en el crecimiento de los infantes y en su desarrollo cognoscitivo; además, a infección intestinal por EAEC, incluso en ausencia de diarrea, puede provocar todos los eventos mencionados”, sostuvo Estrada García.

El resultado de una infección crónica de EAEC en infantes provoca que los nutrientes presentes en su intestino no sean absorbidos de manera adecuada, causando desnutrición de largo plazo y se caracteriza por una disminución en la talla del niño con respecto a su edad, es decir, presenta una altura significativamente menor en comparación con la de un niño sano de la misma edad, debido a su desnutrición.

Por mucho tiempo se ha pensado que el proceso por el cual las bacterias EAEC logra adherirse a las células epiteliales del intestino (enterocitos) es por la presencia de fimbrias (pelos) presentes en la superficie de esas bacterias, conocidas como AAF; sin embargo, esto solo se ha demostrado in vitro utilizando cultivos celulares, pero no in vivo o in situ, por ello no es claro si la adherencia sucede en el intestino de los humanos, ni cuál es la región intestinal donde ocurre esa unión pare ejercer su patogénesis.

Al desconocer lo que sucede realmente en el intestino de los niños o adultos, in vivo e in situ en presencia de la infección por EAEC y por qué solo causa diarrea en humanos, fue importante desarrollar un nuevo modelo animal para estudiar este tipo de infección, por ello los investigadores se concentraron en diseñar esa herramienta.

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Corte de intestino delgado marcado con técnica de inmunofluorescencia. Se muestran las bacterias teñidas en color verde, que se encuentran sobre la superficie de la macrovellocidad intestinal, el citoplasma y las uniones célula-célula de los enterocitos que están marcados en color rojo, por la β-caterina, mientras los núcleos de las células están marcados con DAPI en color azul. El recuadro es una magnificación digital de la zona apical de la macrovellocidad.

“Ese instrumento permite caracterizar los primeros eventos de la infección por EAEC en el intestino, los mecanismos tempranos de adherencia de la bacteria, qué células del hospedero coloniza, cómo su unión induce una remodelación celular, cuándo produce toxinas u otros factores de virulencia y qué tipo de respuesta inmune inducen estas bacterias en el hospedero in vivo e in situ”, señaló Teresa Estrada.

Con el modelo animal desarrollado por los investigadores fue posible caracterizar la adherencia in vivo e in situ de la bacteria EAEC y permitió identificar que la fimbria AAF/II, indispensable para su interacción con el enterocito, porque el empleo de una mutante de EAEC de AAF/II prácticamente no se unió a los enterocitos.

En el modelo animal las bacterias EAEC, al igual que en los humanos, inducen la producción de moco en el intestino del hospedero y por primera vez, se determinó la inducción de la expresión de la molécula MUC 1 ubicada en la superficie de los enterocitos. Esa interacción que promueve la sobreexpresión y deslocalización de la beta catenina (molécula que participa en la formación de uniones adherentes entre los enetrocitos), además de encontrarla en las uniones adherentes, también se observó con una mayor expresión de ella en el citoplasma de los enterocitos infectados.

Los investigadores, también, describieron por primera vez que la patogénesis de EAEC solo se presenta en el intestino delgado porque sobre el intestino grueso prácticamente no le induce alteraciones. “Caracterizar la patogénesis de las bacterias EAEC en la infección del modelo animal permitirá en el futuro identificar blancos para el diseño de terapias contra esta bacteria y el desarrollo de vacunas”, aseguró Teresa Estrada García.

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