Estudio sobre el papel de bacterias de la microbiota intestinal ricas en alpha-Gal como potenciales probióticos para el control de la micobacteriosis

    Un equipo multidisciplinar de científicos se fundamenta en el papel del glicotopo de superficie Gal(alpha)1-3Gal(beta)1-(3) 4GlcNAc-R (alpha-Gal) para inducir respuesta inmune protectora para testar bacterias seleccionadas de la microbiota intestinal del pez cebra con alto contenido en alpha-Gal, concretamente Aeromonas veronii y Pseudomonas entomophila, como probióticos, su bioseguridad y efectividad para el control de Mycobacterium marinum, causante de la tuberculosis en peces.


    La creciente incidencia de enfermedades infecciosas asociadas a la acuicultura intensiva y la contaminación del agua es un factor limitante para el desarrollo de esta actividad. Y en particular, las micobacteriosis de peces marinos y de agua dulce causadas por Mycobacterium marinum y otras especies de Mycobacterium que afectan a los peces silvestres y a la acuicultura. De esta manera, los probióticos y postbióticos se consideran alternativas ambientalmente sostenibles a los antibióticos para la prevención y el control de enfermedades infecciosas en acuicultura.

    Uno de los principales retos asociados al diseño de probióticos es la identificación y caracterización de moléculas y mecanismos asociados a su función. En este contexto, el potencial de los glicotopos de superficie, como el alpha-Gal para inducir respuestas inmunitarias protectoras los convierte en un objetivo eficaz que debe explorarse para el desarrollo de vacunas y tratamientos probióticos/postbióticos.

    En este estudio, se utilizó el modelo de pez cebra (i) para evaluar el potencial de los probióticos con alto contenido en alpha-Gal para el control de la micobacteriosis, así como (ii) su impacto en la microbiota y (iii) los mecanismos inmunomediados. Posteriormente, las bacterias nativas de la microbiota del pez cebra, Aeromonas veronii y Pseudomonas entomophila, se seleccionaron por su alto contenido en alpha-Gal para testar su potencial probiótico para el control de la infección por Mycobacterium marinum.

    Estos resultados son la primera evidencia del efecto de los probióticos con alto contenido de alpha-Gal en la obtención de protección contra micobacteriosis. Se ha podido demostrar la activación de mecanismos de protección que regulan la inmunidad y el metabolismo en respuesta a alpha-Gal y a los probióticos con alto contenido de alpha-Gal así como la modificación de la composición de la microbiota intestinal, maduración de células B, control de micobacterias mediado por anticuerpos anti-alpha-Gal, respuestas inmunes innatas inducidas, efectos beneficiosos sobre el metabolismo de los nutrientes y la reducción del estrés oxidativo.

     

    Mecanismos de protección activados en respuesta a alpha-Gal y a los probióticos con alto contenido de alpha-Gal.

    Los resultados han revelado que el tratamiento con los probióticos A. veronii y P. entomophila activa diferentes mecanismos, pero en ambos casos asociados con la respuesta a alpha-Gal. Mientras que el probiótico A. veronii con el mayor contenido de alpha-Gal promovió la maduración de las células B, el probiótico P. entomophila tuvo efectos beneficiosos sobre el metabolismo de los nutrientes a través de HK-1 y redujo el estrés oxidativo. Sorprendentemente, ambas bacterias probióticas indujeron la respuesta inmune innata a través de la regulación positiva del TNF-alpha.

    Es crucial reconocer en futuros experimentos las diferencias observadas en los mecanismos protectores activados y la composición de la microbiota intestinal entre los probióticos y alpha-Gal para diseñar tratamientos probióticos combinados solos y en combinación con alpha-Gal para el control de micobacteriosis y otras enfermedades infecciosas. Estos resultados pueden traducirse al desarrollo de intervenciones probióticas en suplementos alimenticios aplicados no sólo a peces, sino también a otras especies animales y a humanos para el control de múltiples patógenos.

    Este fue el objetivo de un equipo multidisciplinar de científicos nacido de la colaboración entre el Grupo de Investigación en Salud y Biotecnología (SaBio) del Instituto de Investigación en Recursos Cinegéticos (IREC – CSIC, UCLM, JCCM) y el Laboratorio Interdisciplinario de Análisis Clínicos, Interlab. -UMU, (Campus Regional de Excelencia Internacional Campus Mare Nostrum, Universidad de Murcia, Espinardo, España), Sección de Bioquímica, Facultad de Ciencias y Tecnologías Químicas y Centro Regional de Investigaciones Biomédicas (CRIB) (Universidad de Castilla-La Mancha, España) y UMR BIPAR, INRAE, ANSES, Ecole Nationale Vétérinaire d’Alfort, Université Paris-Est (París, Francia).

    La publicación científica de esta investigación está disponible en: