Relaciones entre bacterias y sistema inmunitario.

El cuerpo humano coexiste prácticamente desde el nacimiento con las comunidades
bacterianas que se encuentran en todas las mucosas y epitelios comunicados con el exterior.
La mayoría de estos microorganismos viven en el intestino (la superficie mucosa más extensa
de nuestro organismo) y su número es, al menos, 10 veces mayor al de todas nuestras células
somáticas y germinales juntas (Savage, 1977, Salminem e Isolauri, 2006). Se ha estimado que
hay un mínimo de 500 especies bacterianas distintas, incluyendo la microbiota residente y las
especies que colonizan temporalmente un nicho funcional vacío, aunque la mayoría son
difíciles de cultivar in vitro (Savage, 1977). En el intestino, estas bacterias comensales
interaccionan bioquímica, inmunológica y neurológicamente con el resto de células y
sustancias que allí se encuentran. Esta relación se suele describir como comensal (una parte se
beneficia mientras que la otra aparentemente no se ve afectada) pero, en realidad, es de
mutualismo (ambas partes se benefician) (Bäckhed et al., 2005).

Numerosas investigaciones con modelos de animales axénicos (criados en condiciones
de asepsia total) han puesto de manifiesto que la microbiota comensal, y en especial aquella
que reside en el TGI, ejerce una influencia vital en el correcto desarrollo bioquímico y
fisiológico del organismo que colonizan (Gordon y Pesti, 1971). Entre las importantes
funciones para el hospedador en las que interviene la microbiota intestinal deben incluirse no
sólo la metabólica y la protectora, sino también otras menos conocidas como la de contribuir a
la maduración del TGI y la de regular la angiogénesis y la deposición de grasa (Tabla 4)
(Bäckhed et al., 2005; Hooper, 2004; Neu et al., 2007; Stappenbeck et al., 2002).



En cuanto a la función metabólica, la microbiota presente en el colon fermenta
carbohidratos de origen vegetal que no son digeridos por nuestras enzimas digestivas. Los
productos metabólicos más importantes de esta fermentación son los ácidos grasos de cadena
corta (principalmente acetato, butirato y propionato) que constituyen la principal fuente
energética de las células del epitelio intestinal en el colon y participan en el control de varios
procesos metabólicos (Cummings et al., 1987 y 2001). Además, estos ácidos grasos de cadena
corta favorecen la absorción de calcio, hierro y magnesio (Miyazawa et al., 1996; Roberfroid
et al., 1995; Younes et al., 2001). La síntesis de numerosas vitaminas (biotina, riboflavina,
ácido pantoténico, piridoxina, cianocobalamina o vitamina K) importantes para el hospedador
humano también se debe a bacterias tanto Gram-negativas como Gram-positivas presentes en
el colon (Burgess et al., 2004; Conly et al., 1994; Hill, 1997; Quesada-Chanto et al., 1994;
Sybesma et al., 2003).

La mucosa intestinal está en contacto directo y de manera continuada con el ambiente
externo y, por lo tanto, es susceptible de ser colonizada e invadida por microorganismos
ajenos. Sin embargo, las bacterias que componen la microbiota intestinal constituyen un
ecosistema equilibrado que evita la colonización y/o proliferación por parte de los
microorganismos exógenos potencialmente patógenos. Los mecanismos implicados en este
efecto protector son la “exclusión competitiva”, es decir, la competencia por los sitios de
unión a la superficie de las células epiteliales (Bernet et al., 1994), la competencia por los
nutrientes disponibles en el nicho ecológico (Hooper y col, 1999) y la producción de
sustancias antimicrobianas.

Pero, sin duda, la influencia de la microbiota intestinal en el desarrollo del sistema
inmunitario es la función objeto de un mayor número de investigaciones. En primer lugar, el
establecimiento de la microbiota intestinal determina el desarrollo del sistema inmunitario
(Grönlund et al., 2000), actuando como un regulador esencial en las respuestas inmunitarias
(Noverr y Huffnagle, 2004). Los estudios con animales axénicos han demostrado que estos
animales presentan un gran número de alteraciones en el sistema inmunitario, como por
ejemplo una baja densidad de células linfoides en la mucosa intestinal, estructuras foliculares
linfocitarias pequeñas y una baja concentración de Igs circulantes en la sangre (Butler et al.,
2000; Falk et al., 1998; Tannock, 2001). La inmadurez del sistema inmunitario de estos
animales demuestra que la microbiota intestinal podría actuar como un importante estímulo
inmunogénico permitiendo la maduración del GALT (Helgeland et al., 1996; Shroff et al.,
1995). Dicha hipótesis queda demostrada cuando se induce experimentalmente la
colonización bacteriana en estos animales y se comprueba la recuperación de la mayoría de
los parámetros inmunitarios afectados por la ausencia de microorganismos. La introducción
de una sola especie bacteriana en el intestino induce grandes cambios en la expresión génica
de las células epiteliales y de la mucosa intestinal (Hooper et al., 2001). Así, por ejemplo,
algunas bacterias intestinales comensales estimulan la aparición de células plasmáticas
productoras de IgA en la lámina propia de animales axénicos. Además, la capacidad de
producir IgA va aumentando a medida que se regenera la compleja microbiota intestinal
(Moreau et al., 1978; Shroff et al., 1995).

Por otra parte, las bacterias patógenas suelen expresar factores de virulencia que
facilitan su entrada en las células del epitelio intestinal y la posterior invasión y colonización
local o sistémica, dando lugar a una infección. Y ¿cómo reconoce el sistema inmunitario a las
bacterias comensales y las diferencia de las patógenas? ¿Qué mecanismos explican que el
intestino no se encuentre permanentemente en un estado de inflamación por la presencia de
bacterias? Hasta hace poco tiempo se consideraba que la relación con las bacterias era
competencia casi exclusiva del sistema inmunitario y que el epitelio intestinal actuaba como
una simple barrera física. Sin embargo, actualmente se sabe que el epitelio intestinal
contribuye de manera muy importante al mantenimiento de la homeostasis inmunitaria en el
intestino: toma muestras del lumen intestinal, discrimina entre bacterias apatógenas y
patógenas, e influye en las células presentadoras de antígenos y en los linfocitos (Artis, 2008;
Magalhaes et al., 2007; Lu y Walker, 2001)

Los enterocitos y las células dendríticas expresan en su superficie celular dos sistemas
principales de receptores que reconocen patrones moleculares conservados de las distintas
especies bacterianas: la familia de los TLRs (del inglés, Toll-Like Receptors) y los NOD (del
inglés, Nucleotide-binding Oligomerization Domain) (Abreu et al., 2005; Cario, 2005). Estos
receptores parecen ser cruciales para la comunicación bacteria-huésped en el intestino.
Forman parte del sistema de reconocimiento bacteriano que funciona como un sistema de
clave o contraseña. Cada cepa bacteriana, sea comensal o patógena, expresa un conjunto de
moléculas específicas de ese microorganismo y cada una es reconocida de manera más o
menos selectiva por uno de los diversos TLR presentes en la superficie de las células
inmunitarias. Según la combinación específica de receptores activados por los
correspondientes antígenos bacterianos, se activará la vía hacia la tolerancia (estado de no
respuesta inmunitaria a ciertos antígenos “conocidos” o ubicuos) o se inducirá una respuesta
inflamatoria.

Precisamente el establecimiento de la microbiota normal en el periodo neonatal
representa un fuerte efecto estimulador para la maduración del GALT. El correcto
funcionamiento de la comunicación entre la microbiota y el sistema inmunitario intestinal es
esencial ya que una hipersensibilidad en la infancia frente a las bacterias normales del
intestino daría lugar a una respuesta inmunitaria aberrante y podría conducir a enfermedades
inflamatorias crónicas en el adulto, como la enfermedad de Crohn o la colitis ulcerosa (Lupp
y Finlay, 2005; Shanahan, 2002). El aumento en la incidencia de estas enfermedades
inflamatorias crónicas (respuesta linfocitaria Th1) y alergias (respuesta linfocitaria Th2) en
Europa y Estados Unidos a finales del siglo XIX coincidió con el aumento en la higiene
personal y el avance de los sistemas de Salud Pública, por lo que se definió la “teoría de la
higiene” (Strachan, 1989). Según dicha teoría, el estilo de vida moderno ha reducido el
contacto temprano con los microorganismos, provocando una modificación de la microbiota
intestinal, la cual es directamente responsable de la modulación del sistema inmunitario
neonatal. Por tanto, mejorar la calidad de la microbiota intestinal podría ser una alternativa
terapéutica válida para reducir el riesgo de determinadas enfermedades en el adulto, como por
ejemplo mediante el uso terapéutico de los probióticos. Hasta el momento hay muchos
estudios que apoyan su uso para tratar enfermedades inflamatorias, infecciosas y alérgicas
(Shanahan, 2005; Yan y Polk, 2004).

La manipulación de la microbiota se está convirtiendo en una estrategia terapéutica
real para muchas infecciones e inflamaciones del intestino (O’Hara y Shanahan, 2006). En los
últimos años se ha popularizado el uso de probióticos en adultos y ya se ha iniciado su uso en
nutrición infantil observándose, tal y como postula la teoría de la higiene, beneficios en la
prevención de enfermedades como las alergias y la inflamación intestinal o reduciendo el
riesgo de padecer infecciones (Gupta et al., 2000; Isolauri et al., 2000; Rosenfeldt et al., 2004;
Tannock, 1997).

Extracto de  FUENTES DE BACTERIAS PARA LA COLONIZACIÓN DEL INTESTINO DEL NEONATO. APLICACIÓN PARA EL TRATAMIENTO DE LAS MASTITIS LACTACIONALES, de ESTHER A. JIMÉNEZ QUINTANA. -UCM e-prints. / PDF