Microbioma intestinal como herramienta en medicina regenerativa; Enfoque novedoso impulsado por GN Corp Japan con potencial en enfermedades neurológicas

La medicina regenerativa utiliza herramientas que incluyen células (células madre, progenitoras, células adultas maduras), factores derivados de células (citocinas) y andamios (matrices extracelulares para el injerto celular). Esta noticia está siendo publicada por Index of Sciences ltd.

YAMANASHI, Japón, 6 de mayo de 2022 /PRNewswire/ — Sin embargo, existe otra herramienta relacionada con el microbioma intestinal (GM) que desempeña un papel importante en el apoyo de todas las herramientas de RM, tanto directa como indirectamente (http://dx.doi.org/10.3233/JAD-220313). En las enfermedades neurológicas, una de las principales causas es la agregación de proteínas anormales que provocan inflamación y disfunción neurológica. Un enfoque de RM estándar puede tener un éxito limitado a menos que se eliminen las agregaciones. Mejorar la Microglia a través de barridos GM y reanudar la homeostasis en el cerebro. Los hallazgos se basan en investigaciones clínicas (http://dx.doi.org/10.1136/bmjno-2021-000203) que establecieron la influencia de los glucanos modificadores de la respuesta biológica (BRMG) para controlar los GM, previniendo la agregación y por lo tanto la propagación de proteínas anormales al cerebro (https://doi.org/10.1101/2021.10.26.21265505).

Una extensa investigación realizada por la Metagenómica Europea del Tracto Intestinal Humano (MetaHIT) y el Proyecto Microbioma Humano (HMP) financiado por los NIH, que estudió los metagenomas intestinales de 1070 personas, reveló que el intestino humano tiene 30 veces más genes que el genoma humano. Por lo tanto, GM es visto como el segundo genoma del cuerpo debido al alcance de su funcionalidad.

Los procedimientos de investigación, como la secuenciación del gen que codifica el ARNr 16S junto con los análisis metagenómicos y microbianos del transcriptoma, el proteoma y el metaboloma, han aumentado el conocimiento del microbioma humano, incluido el intestino. Los adultos sanos tienen más de 1000 especies de bacterias, siendo Bacteroidetes y Firmicutes los filos dominantes. Sin embargo, la salud de GM difiere en los pacientes. Los microbios intestinales liberan ácidos grasos de cadena corta (AGCC) de fibras dietéticas no digeribles. Los SCFA son la fuente de energía para la mucosa intestinal y son vitales para regular tanto la inmunidad como la tumorigénesis en el intestino. Además de los SCFA, el GM produce muchos otros productos microbianos, como toxinas urémicas, ácidos biliares, N-óxido de trimetilamina (TMAO), SCFA, lipopolisacáridos (LPS), óxido nítrico, vitamina K, complejo de vitamina B, hormonas intestinales y neurotransmisores que modulan el metabolismo y la función corporal.

Los estudios han encontrado una sinergia entre el microbioma intestinal y la regeneración basada en MSC, especialmente en el caso de la enfermedad inflamatoria intestinal (EII). Las secreciones bacterianas intestinales controlan la transcripción de genes de citocinas y las expresiones de proteínas de superficie en las MSC. También cambian los potenciales de diferenciación y mejoran la capacidad de inmunomodulación de las MSC de la médula ósea. Nagashima y sus colegas informaron sobre la relación simbiótica entre una población subepitelial de MSC y el microbioma intestinal, donde la primera facilita la diversidad del microbioma y regula la producción de IgA. Otros medios para restaurar la relación Bacteroidetes/Firmicutes, la reparación de hepatocitos y la regeneración de células epiteliales intestinales incluyen la infusión de MSC y los sensores NOD2. Los tratamientos de acondicionamiento como el trasplante de células madre hematopoyéticas (HSCT), la quimioterapia, la radioterapia y la terapia inmunosupresora alteran el microbioma intestinal. Las estrategias válidas que funcionan para contrarrestar los efectos secundarios incluyen la administración de lactobacillus, probióticos, prebióticos y trasplante de microbiota fecal (FMT).

Además, un GM equilibrado es importante para la reparación cardíaca. Ciertos metabolitos y microorganismos se han relacionado con el desarrollo de la enfermedad de las arterias coronarias (CAD) y la aterosclerosis. Una comparación entre adultos sanos y pacientes coronarios reveló la presencia de Helicobacter pylori, citomegalovirus, virus de la hepatitis C, Chlamydia pneumoniae y Porphyromonas gingivalis en los individuos afectados. Además, el perfil de la población de microbios intestinales cambia según el tipo de enfermedad. Por ejemplo, las placas asintomáticas tienen abundancia de Porphyromonadaceae, Bacteroidaceae, Micrococcacaea y Streptococcacaea, y las placas ateroscleróticas sintomáticas muestran altos niveles de Helicobacteraceae, Neisseriaceae y Thiotrichacaea. Otros microbios que causan enfermedades del corazón son Escherichia coli, Klebsiella penumoniae y Streptococcus viridans. Si bien un HDL más alto se ha asociado con Firmicutes, Eggerthella se asocia con una disminución del colesterol HDL. Los estudios experimentales en modelos de ratones han demostrado que una reducción de Lactobacillus causó infarto de miocardio (IM). Se han encontrado resultados similares en ratones tratados con antibióticos dependientes de la dosis, y la suplementación dietética de SCFA mejoró el estado fisiológico y la supervivencia de los ratones. La recuperación posterior al accidente cerebrovascular mejoró con un microbioma intestinal saludable, que poseía una mayor abundancia de bacterias productoras de SCFA (p. ej., Bifidobacterium longum, Clostridium symbiosum y Lactobacillus fermentum).

El estado de GM se refleja en la calidad de la salud ósea. Los estudios experimentales en ratones demostraron una disminución del 99% en el microbio intestinal, lo que provocó un aumento de la masa ósea trabecular en comparación con los ratones de control. El tratamiento con probióticos Lactobacillus reuteri protegió a los ratones de la pérdida de masa ósea. Se ha demostrado que el tratamiento con Bifidobacterium longum y Lactobacillus plantarum revierte el desarrollo esquelético embotado de ratones libres de gérmenes. Del mismo modo, los ratones Pstpip2cmo predispuestos a la osteomielitis autoinflamatoria no desarrollaron osteomielitis por modificación dietética de la microbiota intestinal.

Un desequilibrio en GM puede afectar negativamente a los riñones. Los metabolitos de un intestino desequilibrado que comprenden urea, sulfato de indoxilo (IS) y sulfato de p-cresilo (PCS) provocan una activación anormal de las células inmunitarias, y la sobreproducción de anticuerpos, complejos inmunitarios y factores inflamatorios pueden dañar el parénquima renal. La administración del probiótico L. Casei restaura el microbioma intestinal productor de SCFA y el metabolismo de la nicotinamida redujo la presión arterial, mejoró la enfermedad renal y previno complicaciones en pacientes con enfermedad renal crónica (ERC). Los estudios han demostrado una fuerte correlación entre la flora intestinal y la diabetes, siendo la restauración del microbioma intestinal una estrategia de tratamiento eficaz para contrarrestar la diabetes.

Para concluir, las metodologías de RM han ideado nuevas estrategias, desde factores derivados de células hasta células madre pluripotentes, que promueven el efecto paracrino al estimular la regeneración de las células dañadas. Las células del donante no tienen que persistir para garantizar un estado libre de enfermedades.

La gestión del microbioma intestinal debe ser una parte esencial de cualquier proceso de RM, ya que prepara el sistema para aprovechar todo el potencial de las sofisticadas herramientas de RM. El microbioma intestinal representa un grupo de células que influyen en los resultados del tratamiento. No solo desempeña un papel en la diferenciación celular, la proliferación y los efectos paracrinos, sino que también influye en la reparación y regeneración de tejidos. El microbioma intestinal incluso afecta a órganos en un sitio distante, a través de sus ejes entre órganos, como el eje intestino-cerebro, intestino-pulmón e intestino-piel, por mencionar algunos. Las estrategias simples como las intervenciones dietéticas, las modificaciones en el estilo de vida y los suplementos alimenticios seguros, como los probióticos y los prebióticos, pueden hacer maravillas para promover la regeneración. El microbioma intestinal funciona incesantemente a partir de la reparación, la inflamación y la regeneración de tejidos, y continúa presente incluso después de la maduración de los tejidos para la homeostasis. Hace que la gestión de GM sea indispensable para el éxito de cualquier herramienta de RM.

Sobre el autor correspondiente:

Dr. Samuel JK Abraham, después de educación médica y entrenamiento en cirugía pediátrica en India, se unió a la Universidad de Yamanashi para una formación de posgrado en Cirugía Cardíaca Pediátrica y obtuvo un doctorado. Fundó GN Corporation (GNC) en 2002 en Yamanashi, Japón, y en colaboración con institutos japoneses en el campo de los biomateriales y la ingeniería de tejidos, en 2005 fundó el Centro Nichi-In de Medicina Regenerativa e inició la investigación con células madre que produjo soluciones de terapia celular en las especialidades de oftalmología, ortopedia y urología. En 2010, comenzó una investigación clínica multidisciplinaria sobre nuevas cepas de glucanos modificadores de la respuesta biológica producidos por Aureobasidium Pullulans para abordar necesidades insatisfechas y enfermedades raras, incluidas afecciones del neurodesarrollo como el autismo, enfermedades genéticas como la distrofia muscular de Duchenne. GNC está realizando investigaciones traslacionales que complementan la RM con énfasis en enfermedades neurodegenerativas como el Parkinson, el Alzheimer y enfermedades neuroinflamatorias como la esclerosis múltiple.

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FUENTE Index of Sciences Ltd

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