SRO añadida con isoleucina en niños con diarrea

A nivel mundial, la diarrea todavía representa entre 1,6 y 2,5 millones de muertes al año, y los niños del mundo en desarrollo experimentan un promedio de 3 episodios de diarrea al año. A pesar de la disminución de la mortalidad por diarrea, sigue siendo una de las principales causas de morbilidad y muerte infantil [1]. La prevención de la deshidratación usando líquidos caseros apropiados o solución de SRO, y la corrección de la deshidratación usando solución de SRO o líquido intravenoso según se indique, seguida por el mantenimiento de la hidratación usando solución de SRO, junto con la continuación de la alimentación habitual, incluida la lactancia materna, son los elementos más importantes del manejo de la enfermedad aguda. Diarrea. La terapia antimicrobiana se recomienda en el tratamiento de algunas diarreas etiológicas específicas, como el cólera grave, la shigelosis, la amebiasis intestinal invasiva y la giardiasis sintomática. El costo de la terapia y, lo que es más importante, la aparición de patógenos resistentes son las principales preocupaciones de la terapia antimicrobiana para la diarrea, así como para otras infecciones bacterianas.

La SRO juega un papel importante en el tratamiento de enfermedades diarreicas; sin embargo, no reduce la gravedad ni la duración de la diarrea, sus principales limitaciones. Continúan los esfuerzos para superar estas limitaciones mediante el desarrollo de nuevas formulaciones y mecanismos de administración, p.

1. Cambiar/reemplazar los sustratos (p. adición de alanina o glicina a la glucosa o sustitución de la glucosa por multodextrina y arroz en polvo)
2. Reducir la concentración de glucosa y sodio y, por lo tanto, la osmolaridad de la solución de SRO.

La alanina/glicina y el polvo de arroz que contenía SRO demostraron cierta reducción en la producción de heces [2-5]. Sin embargo, ninguna de las formulaciones desarrolladas y probadas hasta la fecha demostró ningún efecto beneficioso sobre la duración de la diarrea. De manera similar, la SRO de osmolaridad reducida tiene algún efecto beneficioso sobre la reducción de la producción de heces y los vómitos, y reduce el fracaso de la TRO principalmente en niños con diarrea no relacionada con el cólera, pero no tuvo ningún efecto sobre la duración de la diarrea [6]. La Organización Mundial de la Salud (OMS) y el Fondo de las Naciones Unidas para la Infancia (UNICEF) han recomendado recientemente el uso rutinario de SRO de osmolaridad reducida en el tratamiento de las enfermedades diarreicas [7]; sin embargo, existen posibilidades de mejorar aún más su eficacia.

Péptidos antimicrobianos e inmunidad innata

Los péptidos antimicrobianos representan un componente importante de las defensas inmunitarias innatas de organismos que van desde plantas hasta insectos y humanos. Son agentes de superficie activa de amplio espectro que matan los microbios al formar poros en sus membranas. La mayoría tiene un amplio espectro de actividades contra bacterias, virus y hongos. En los mamíferos, se han descrito dos clases principales de péptidos antimicrobianos: defensinas y catelicidinas (LL-37). Las defensinas son una subclase de péptidos antimicrobianos y, en los mamíferos, están presentes en los gránulos de neutrófilos, donde son necesarios para la destrucción no oxidativa de los microbios fagocitados [8]. Ahora está bien establecido que las defensinas también se producen en prácticamente todas las superficies epiteliales de los mamíferos, incluidas las de la piel, las vías respiratorias, el intestino y el tracto urogenital [9, 10]. La expresión de algunas defensinas epiteliales es constitutiva y contribuye a una barrera antimicrobiana no inflamatoria en la superficie epitelial. Otras defensinas son inducibles y altamente expresadas en sitios de inflamación o infección [9, 11, 12]. El deterioro de las funciones de las defensinas aumenta la susceptibilidad a la infección de las vías respiratorias en la fibrosis quística [13] y a una mayor infección por Salmonella en el tracto intestinal del ratón [14]. Además de sus actividades antimicrobianas directas, las beta-defensinas son quimiotácticas para las células T de memoria y las células dendríticas, lo que sugiere que desempeñan un papel importante en la integración de las respuestas inmunitarias innata y adquirida [15].

Los mecanismos moleculares que subyacen a la inducción de defensinas epiteliales permanecen en gran parte sin explorar. Los receptores de reconocimiento de patrones [16] probablemente desempeñen un papel crítico en este proceso, como se ha demostrado en la inducción de beta-defensinas mediada por CD-14 por lipopolisacárido bacteriano [17]. Las bacterias y hongos enteros muertos por calor inducen beta-defensinas-2 humanas en los queratinocitos humanos, pero no se comprende la base molecular de esta respuesta [11]. Las citoquinas inflamatorias como el factor de necrosis tumoral alfa (TNF) y la IL-10 también inducen beta-defensinas [18, 19]. Debido a que la inducción farmacológica de defensinas en las barreras epiteliales puede tener utilidad terapéutica, hace tiempo que se está investigando nuevas moléculas que puedan inducir la producción de defensinas epiteliales, evaluadas mediante ensayos basados ​​en células. Recientemente se ha observado que la L-isoleucina y sus análogos son inductores de beta-defensina altamente específicos en células epiteliales [20]. También se ha observado que cuando se administra isoleucina a animales (pollos), la flora intestinal cambia a especies probióticas, estimula las células de paneth para que secreten péptidos antimicrobianos en el tejido intestinal humano y provoca un cambio en la flora intestinal que conduce a un aumento número de lactobacilos. (Manuscrito, Ashida T & M Zasloff et al) en el tratamiento de pacientes con enfermedad de Crohn.

Las observaciones anteriores sugieren un papel potencial de la L-isoleucina en el tratamiento de las infecciones de los tejidos de las mucosas, incluidas las del tracto gastrointestinal.

Péptidos antimicrobianos en infecciones por Shigella

En 2001, investigadores del ICDDRB y el Instituto Karolinska (BA) informaron en Nature Medicine una regulación a la baja de LL-37 y Beta-defensina-1 humana (HBD-1) en las células epiteliales en la diarrea causada por Shigella dysenteriae tipo I y otras enfermedades entéricas. bacterias [21]. Esta regulación a la baja podría reproducirse in vitro utilizando las líneas celulares U937 de origen monocito y HT-29 de origen epitelial colónico, cuando se infectan con Shigella o ADN plasmídico derivado de Shigella. La regulación a la baja puede ser un importante mecanismo de escape inmunitario para que los patógenos eviten potentes moléculas efectoras de la mucosa, como los péptidos antimicrobianos. Dado que los factores antimicrobianos empapan las superficies mucosas, es concebible que las bacterias patógenas regulen a la baja las defensas de primera línea de los humanos como parte de su proceso invasivo. Por lo tanto, un enfoque novedoso será bloquear esta regulación a la baja o adoptar un enfoque terapéutico para regular al alza la producción de antimicrobianos endógenos. Estudios recientes han demostrado que los ácidos grasos de cadena corta (AGCC) pueden regular al alza la expresión de LL-37 en las células epiteliales del colon, y entre ellas, el butirato de sodio fue el mejor inductor [22, 23]. Además, el butirato induce la diferenciación de las células colónicas que se ha informado que es un determinante clave de la expresión de LL-37 en el epitelio del colon humano [22]. Sin embargo, se demostró que vías distintas a las involucradas en la diferenciación celular están involucradas en la regulación positiva de LL-37 con butirato [23]. El butirato se produce en el colon por fermentación de la fibra dietética. Por lo tanto, existe un vínculo entre la flora intestinal normal y la expresión de antibióticos endógenos. Además, se ha demostrado que los SCFA, incluido el butirato, reducen los síntomas clínicos y alteran las características microbiológicas y patológicas en infecciones experimentales por Shigella en modelos de conejos [24]. Por lo tanto, es concebible una relación entre la gravedad de las infecciones por Shigella y los niveles de péptidos antimicrobianos en la mucosa. La administración oral de butirato de sodio a conejos infectados con Shigella mostró una regulación al alza de CAP-18 (homólogo de conejo de LL-37) en las células epiteliales del colon con una reducción concomitante en la carga de Shigella en las heces y recuperación clínica (Raqib et al, manuscrito aceptado ). La prevención de la regulación a la baja o la mejora de la expresión de péptidos antimicrobianos podría proporcionar un tratamiento alternativo para proteger a los humanos y al ganado contra patógenos bacterianos. Estos estudios pueden proporcionar una base para la manipulación terapéutica de péptidos antimicrobianos endógenos, incluida la expresión de LL-37 in vivo utilizando sustancias dietéticas o butirato para fortalecer la barrera de defensa epitelial. Por lo tanto, hemos iniciado un estudio clínico en ICDDRB para evaluar la eficacia del enema de butirato en el tratamiento de la shigelosis.

Se ha demostrado que el butirato induce péptidos antimicrobianos en el colon; sin embargo; no se puede administrar por vía oral como tal. Además, la mayoría de las enfermedades diarreicas agudas están causadas por infecciones del intestino delgado. La isoleucina, un aminoácido esencial, podría ser una alternativa razonable para mejorar la secreción de péptidos antimicrobianos de las células de paneth y otras moléculas de defensa del intestino delgado superior (Manuscript, Ashida T & M Zasloff et al). Esto puede ayudar a eliminar los patógenos, cambiar la flora intestinal a una distribución de especies comensales más "normal" y mejorar la recuperación de la diarrea infecciosa. Por lo tanto, planteamos la hipótesis de que el uso de la solución de SRO suplementada con L-isoleucina inducirá péptidos antimicrobianos y mejorará la recuperación clínica de los niños con diarrea acuosa aguda.