Cuando los hongos te quitan el aliento - Cómo un moho puede desequilibrar los pulmones
La infección por Aspergillus fumigatus no sólo altera los pulmones: los intestinos y el metabolismo también desempeñan un papel sorprendente
Un intruso invisible pone a prueba el delicado equilibrio de nuestros pulmones: el moho Aspergillus fumigatus, inofensivo por naturaleza, puede convertirse en un grave peligro si el sistema inmunitario está debilitado, y cambiar todo el mundo bacteriano de los pulmones. Pero eso no es todo: los intestinos y el metabolismo también parecen verse afectados por una infección pulmonar.
El crecimiento de 𝘓𝘪𝘨𝘪𝘭𝘢𝘤𝘵𝘰𝘣𝘢𝘤𝘪𝘭𝘭𝘶𝘴 𝘮𝘶𝘳𝘪𝘯𝘶𝘴 (naranja), un miembro del microbioma pulmonar murino, a lo largo de las hifas del hongo patógeno del pulmón 𝘈𝘴𝘱𝘦𝘳𝘨𝘪𝘭𝘭𝘶𝘴 𝘧𝘶𝘮𝘪𝘨𝘢𝘵𝘶𝘴 (azul), con tejido pulmonar al fondo. Imagen.
Liubov Nikitashina (Leibniz-HKI) and Sandor Nietzsche (EMZ-UKJ).
Un hongo que hace más de lo esperado
El Aspergillus fumigatus se encuentra en casi todas partes: en la tierra, en el compost o en el aire. Suele ser inofensivo para las personas sanas. Sin embargo, en pacientes con un sistema inmunitario debilitado, puede causar una infección pulmonar grave, conocida como aspergilosis invasiva. El hongo puede alterar los niveles de oxígeno en los pulmones hasta el punto de crear un entorno más adecuado para que ciertas bacterias -como Ligilactobacillus murinus, que suele encontrarse en los intestinos, la cavidad oral y los pulmones de los ratones- sobrevivan mejor y prosperen. Esta interacción podría influir en la progresión de la enfermedad y permitir nuevas estrategias de tratamiento.
De los pulmones al intestino: todo está conectado
Desde hace tiempo se sabe que el intestino y los pulmones están estrechamente relacionados. Los nuevos datos de un equipo de investigación de Jena han profundizado en este conocimiento. Los investigadores han hallado pruebas de que no sólo el microbioma pulmonar, sino también el microbioma intestinal y determinados productos metabólicos de la sangre cambian durante la infección pulmonar por Aspergillus fumigatus. Este denominado "eje intestino-pulmón" podría desempeñar un papel importante en futuras terapias. El trabajo ha sido realizado por científicos del Clúster de Excelencia Equilibrio del Microverso, el Instituto Leibniz de Investigación de Productos Naturales y Biología de las Infecciones - Instituto Hans Knöll (Leibniz-HKI) y la Universidad Friedrich-Schiller de Jena, y se ha publicado recientemente en la revista Cell Reports.
Metodología y conclusiones principales
El equipo de investigación utilizó un modelo de ratón para la aspergilosis invasiva. Para averiguar cómo afecta la infección a los microbios de los pulmones y los intestinos, los investigadores examinaron los marcadores genéticos de los microorganismos. Para simular las condiciones clínicas de la forma más realista posible, también se tuvieron en cuenta los efectos de la inmunosupresión y el tratamiento antifúngico con voriconazol. El equipo utilizó métodos especializados, como la secuenciación del ADN para identificar bacterias en los pulmones y los intestinos, y la PCR cuantitativa para medir la cantidad del hongo patógeno Aspergillus fumigatus y la bacteria dominante Ligilactobacillus murinus en los pulmones. Además, se realizaron análisis metabolómicos del plasma y el tejido pulmonar. Estos análisis registran y cuantifican todos los productos metabólicos de un sistema biológico para comprender los cambios en el metabolismo. Además, los investigadores aislaron bacterias vivas de las vías respiratorias inferiores de los ratones y las co-cultivaron con Aspergillus fumigatus para investigar posibles interacciones. Una de las principales conclusiones del estudio fue que la infección fúngica desequilibra tanto el microbioma pulmonar como el intestinal. En los pulmones, esto conduce a una acumulación de bacterias anaerobias. Especialmente llamativo fue el mayor crecimiento de Ligilactobacillus murinus, lo que sugiere que el hongo crea un nicho microaerófilo (bajas concentraciones de oxígeno) que favorece a esta bacteria.
Limitaciones del estudio - lo que (aún) no se ha respondido
Analizar el microbioma pulmonar es un reto porque la cantidad de ADN bacteriano en el pulmón es muy baja y está superpuesta al ADN humano. "Aunque analizamos numerosas muestras de control, es posible que los resultados incluyan algunos errores de clasificación cuando se trata de bacterias presentes en abundancias extremadamente bajas", afirma Liubov Nikitashina, primera autora del estudio. El bajo rendimiento de ADN también limitó en gran medida la identificación bacteriana a nivel de género. La mejora de los métodos de extracción de ADN bacteriano de zonas corporales tan poco colonizadas podría hacer que los estudios futuros fueran aún más significativos".
El estudio plantea importantes cuestiones para futuras investigaciones: ¿Qué papel desempeñan las bacterias anaerobias como Ligilactobacillus murinus en la modulación de las infecciones por Aspergillus fumigatus? ¿Podría la acumulación de estas bacterias en los pulmones servir de marcador diagnóstico o incluso permitir nuevos enfoques terapéuticos?
Un pequeño hongo con un gran efecto
Las infecciones fúngicas constituyen un grave problema, sobre todo para las personas inmunodeprimidas o gravemente enfermas, por ejemplo en unidades de cuidados intensivos o con cáncer. Los nuevos hallazgos aportan información importante sobre cómo comprender mejor estas infecciones y, posiblemente, prevenirlas. En el futuro, tal vez sea posible influir específicamente en el microbioma para ayudar al organismo en su lucha contra los hongos, o desarrollar nuevos fármacos dirigidos precisamente a esta área.
Este proyecto ha sido financiado por la Fundación Alemana de Investigación, el Ministerio Federal de Educación e Investigación y la Unión Europea.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Liubov Nikitashina, Xiuqiang Chen, Lukas Radosa, Kexin Li, Maria Straßburger, Bastian Seelbinder, Wibke Böhnke, Sarah Vielreicher, Sandor Nietzsche, Thorsten Heinekamp, Ilse D. Jacobsen, Gianni Panagiotou, Axel A. Brakhage; "The murine lung microbiome is disbalanced by the human-pathogenic fungus Aspergillus fumigatus resulting in enrichment of anaerobic bacteria"; Cell Reports, Volume 44
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