Importancia de la microbiota intestinal en la protección de las reacciones alérgicas

Precisamente terminaba de redactar un texto referente al nuevo estudio publicado el lunes en PNAS sobre una bacteria capaz de proteger a los ratones de las reacciones alérgicas a los alimentos cuando vi la nota publicada en la sección de ciencias de este diario: ”Las bacterias del intestino pueden ayudar a prevenir alergias“. No obstante, este post servirá para profundizar y entender cómo se realizó el experimento.

Antes de empezar, ¿qué es una reacción alérgica?

Nuestro cuerpo posee un extraordinario sistema de defensa contra el ataque de diversos agentes patógenos conocido como sistema inmunitario. En términos muy sencillos, lo que hace es reconocer al invasor (a través de unas “etiquetas” en su superficie llamadas antígenos) y destruirlo completamente mediante poderosas armas químicas y sanguinarias células depredadoras.

Lamentablemente, a veces el sistema inmunitario falla y cree que ciertas partículas como el polen, el polvo o algún compuesto alimenticio nos pueden causar algún daño. El mecanismo de defensa se activa provocando ciertos síntomas molestos que incluso podrían poner en riesgo nuestra vida. A esto se le conoce como una reacción alérgica.

Reacción alérgica. a) Exposición primaria o de sensibilización: Una sustancia biológica activa la respuesta inmune. Los macrófagos exponen el antígeno específico y las células B producen los anticuerpos que las reconocen. Las células plasmáticas producen las IgE que se unen a los mastocitos. b) Exposición secundaria: Nuevamente la misma sustancia biológica aparece en el torrente sanguíneo, pero esta vez es reconocida por el IgE que activa la liberación de sustancias inflamatorias (histaminas) y mediadores de los mastocitos, los cuales provocan las reacciones alérgicas. Fuente: Internet

Alergias en aumento

Una extensa revisión de la literatura científica publicada el año pasado en Trends in Inmunology menciona que la prevalencia de alergias a los alimentos está aumentando rápidamente por razones aún desconocidas. Por ejemplo, en Estados Unidos aumentó en un 18% entre 1997 y 2007, mientras que en China subió de 3,5% a 7,7% entre los años 1999 y 2009.

Las hipótesis son variadas. Una de ellas sugiere que, en la actualidad, estamos menos expuestos a los gérmenes en nuestros primeros años de vida que hace algunas décadas. Todo se desinfecta, más aún cuando hay un bebé en casa. Esto reduce el nivel de exposición de los niños a los diversos agentes biológicos del ambiente —no necesariamente nocivos—, provocando una mayor sensibilidad a ellos cuando llegan a ser mayores. A esto se le conoce como la “hipótesis de la higiene” y fue demostrado en ratones en el 2012. 

Otra hipótesis radica en la enorme y compleja comunidad de microbios que viven en nuestro tracto digestivo (también conocida como flora intestinal), las cuales cumplen importantes funciones para nuestra salud. El uso de antibióticos para el tratamiento de una infección en los primeros años de vida podrían alterar la composición de nuestra flora intestinal, provocando problemas como la obesidad, la colitis y, por qué no, las reacciones alérgicas.

Por si no lo sabes, en nuestro cuerpo hay 10 bacterias por cada una de nuestras ≈37,2 billones (37.200.000.000.000) de células.

La pregunta es: ¿será la alteración de las comunidades microbianas que normalmente habitan el tracto digestivo responsables de las respuestas alérgicas a los alimentos? Para corroborar esta hipótesis, un grupo de investigadores estadounidenses desarrollaron una serie de experimentos.

El estudio

Un grupo de ratones de dos semanas de vida recibieron un coctel de antibióticos diluido en el agua que bebían. Luego, les administraron la molécula responsable de la respuesta alérgica al maní llamada “peanut allergen (PN)”. Al colectar muestras de sangre observaron que los niveles de IgE e IgG1 —dos anticuerpos presentes durante una reacción alérgica— eran muy altos, algo que no ocurría con los ratones que no recibieron antibióticos.

Las bacterias que recibieron antibiótico, presentaron niveles elevados de IgE e IgG1 en sangre después de ser expuestos al antígeno del maní, lo que indica una reacción alérgica. 

Este es un claro indicio de que los antibióticos provocaban un cambio dentro de los ratones. Así que los investigadores analizaron la composición de bacterias de su flora intestinal mediante pruebas de ADN y observaron que había una sustancial diferencia entre los ratones tratados con antibióticos y los que no: la ausencia de bacterias pertenecientes al grupo de los Bacteroidetes (bacteroides) y Firmicutes (clostridios).

La nueva pregunta ahora era: ¿cuál de estos dos grupos de bacterias son responsables de evitar las reacciones alérgicas en los ratones? Para responderla, los investigadores usaron ratones libre de gérmenes (sin flora intestinal), los cuales nacen por cesárea y se mantienen vivos en ambientes estériles para evitar que sean colonizados por cualquier microorganismo.

Al exponer a los ratones libre de gérmenes al antígeno del maní, estos mostraron altos niveles de IgE e IgG1 en sangre, lo cual indicaba que estaban teniendo una reacción alérgica. Sin embargo, este efecto pudo ser revertido cuando se les colonizó intencionalmente con clostridios, pero no con bacteroides. El mismo experimento se realizó en los ratones tratados con antibióticos, los cuales dejaron de ser alérgicos al antígeno del maní después de recibir los clostridios.

Las bacterias libre de gérmenes presentaron reacción alérgica al antígeno del maní (más concentración de IgE e IgG en sangre). El efecto fue revertido cuando se les colonizó con clostridios, pero no con bacteroides. Lo mismo ocurrió para los ratones que recibieron antibiótico.

Estos experimentos demostraron claramente que los clostridios eran suficientes para proteger a los ratones de las reacciones alérgicas a los antígenos del maní. Pero ¿cómo lo hacía?

Los investigadores demostraron que los clostridios inducen la inmunidad mucosa adaptativa del tracto digestivo de los ratones gracias a la activación de las IgA y las células T reguladoras Foxp3+. Adicionalmente, estas bacterias activaban la expresión de la proteína IL-22, la cual promovía la secreción de mucosa en el interior de los intestinos formando una barrera protectora que evita que la sustancia alérgica llegue al torrente sanguíneo. Cuando los investigadores bloquearon la acción de la IL-22 mediante un anticuerpo, los ratones volvieron a ser alérgicos al antígeno del maní a pesar que los clostridios estaban presentes.

Si bien los estudios fueron realizados en ratones, estos datos sugerirían que la composición microbiana de la flora intestinal podrían jugar un rol importante en las respuestas alérgicas a los alimentos. Se podría diseñar tratamientos efectivos para las alergias en base a píldoras o bebidas probióticas que nos brinden algunos de estos microorganismos.

Referencia:

Stefka, A et al. Commensal bacteria protect against food allergen sensitization PNAS (2014) doi: 10.1073/pnas.1412008111