Efectos de la Grasa Nutricional en el Crecimiento de E. Coli Intestinal

La diarrea infecciosa causa una morbilidad sustancial en los países occidentales y en el mundo en desarrollo y conduce al uso de recursos sanitarios considerables. La resistencia a los antibióticos continúa aumentando, lo que podría conducir a una disminución de las opciones terapéuticas en el futuro. Los patógenos importantes incluyen Salmonella typhimurium (S. typhimurium) y Escherichia coli patógena (E. coli) que están genéticamente estrechamente relacionados.

El intestino humano tiene una considerable resistencia a la colonización frente a patógenos bacterianos. Esta resistencia está mediada en gran medida por la microbiota intestinal. Por lo tanto, la exposición previa a los antibióticos o la inmunosupresión que conducen a un colapso de los sistemas de defensa intestinal aumentan el riesgo de infección posterior con S. typhimurium.

La composición del microbioma humano sufre cambios drásticos tras la exposición a diversos factores, como la nutrición, la actividad física, los medicamentos y mucho más. La mayoría de los estudios se centraron en la exposición a largo plazo a diversos factores; sin embargo, dado que el crecimiento bacteriano es rápido (el tiempo de duplicación de S. typhimurium en condiciones óptimas = 20 min), incluso las variaciones a corto plazo en el medio ambiente podrían influir de forma espectacular en la microbiota humana.

En el laboratorio del Prof. WD Hardt, se ha establecido un modelo de ratón de enterocolitis por S. typhimurium. Dado que la mayoría de las cepas de ratones son resistentes a la colonización por S. typhimurium, el tratamiento previo con antibióticos es un requisito para la inducción de la enterolitis por S. typhimurium. Sin embargo, experimentos recientes en el laboratorio de Hardt revelaron que, en ratones, la exposición de 24 h a una dieta alta en grasas también da como resultado una ruptura de la resistencia a la colonización, lo que lleva a la enterocolitis por Salmonella tras la infección por S. typhimurium. Lo mismo es cierto para las cepas de E. coli. Experimentos posteriores demostraron que la exposición a ácidos grasos es suficiente para superar la resistencia a la colonización. Los experimentos mecanísticos identificaron la liberación de bilis provocada por la grasa como el mecanismo subyacente: la exposición a una dieta alta en grasas conduce a una mayor secreción de ácidos biliares; S. typhimurium puede tolerar concentraciones de ácidos biliares 10 veces más altas que las bacterias comensales, lo que lleva a una ventaja de crecimiento de S. typhimurium en comparación con las bacterias competidoras (WD Hardt et al., datos no publicados).

El objetivo de este estudio es verificar los resultados de este estudio en voluntarios humanos sanos. Los hábitos nutricionales de todos los participantes serán cuidadosamente evaluados. En la fase de intervención, los participantes estarán expuestos a una dieta alta o baja en grasas y una dosis controlada de la bacteria no patógena E. coli Nissle. E. coli Nissle es el compuesto activo de "Mutaflor®" y otros probióticos. E. coli Nissle tiene efectos terapéuticos para el tratamiento de enfermedades intestinales inflamatorias crónicas. A diferencia de otras cepas de E. coli no patógenas, muestra un patrón específico de factores de aptitud pero carece de factores de virulencia destacados. Los experimentos in vivo e in vitro demostraron tanto efectos protectores contra la infección con patógenos intestinales como potentes propiedades inmunomoduladoras. El crecimiento de E. coli Nissle en el intestino humano se parece al crecimiento de S. typhimurium. Ambas bacterias también comparten requisitos metabólicos para el crecimiento intestinal. Por lo tanto, el crecimiento de E. coli Nissle en el intestino humano se puede utilizar como marcador del crecimiento de cepas de E. coli, Salmonella typhimurium y patógenos relacionados.

Está previsto enumerar los recuentos de E. coli Nissle en las heces después de la ingestión de Mutaflor y cuantificar otros cambios de la microbiota humana. La hipótesis es que una dieta alta en grasas, que conduce a una mayor secreción de ácidos biliares, da como resultado condiciones de crecimiento favorables para E. coli Nissle, lo que da como resultado un alto recuento de bacterias en las heces.

Los resultados del estudio ayudarán a mejorar la comprensión de las consecuencias de la composición nutricional sobre la vulnerabilidad del organismo humano a las infecciones bacterianas. Tal comprensión mejorada podría permitir el diseño de medidas preventivas para el crecimiento de cepas de E. coli no deseadas (p. BLEE, patógena) o infección por S. typhimurium y/o un curso grave de la enfermedad y, en última instancia, podría ayudar a limitar el uso de antibióticos y la evolución de patógenos resistentes a los antibióticos.