En la imagen de arriba se ve un diminuto modelo 3D de los intestinos formado a partir de células antiinflamatorias conocidas como células de Paneth (verde y rojo) y otras células intestinales (azul). Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis y la Clínica Cleveland utilizaron estos modelos, llamados organoides, para comprender por qué una dieta de estilo occidental rica en grasas y azúcar daña las células de Paneth y altera el sistema inmunitario intestinal. Crédito:Ta-Chiang Liu
La dieta rica en azúcar y grasa daña las células inmunitarias en el tracto digestivo de los ratones.
Según un estudio de investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis y la Clínica Cleveland, llevar una dieta occidental afecta el sistema inmunitario en el intestino de manera que podría aumentar el riesgo de infección y enfermedad inflamatoria intestinal.
El estudio, en ratones y personas, mostró que una dieta rica en azúcar y grasas daña las células de Paneth, células inmunitarias en el intestino que ayudan a controlar la inflamación. Cuando las células de Paneth no funcionan correctamente, el sistema inmunológico intestinal es excesivamente propenso a la inflamación, lo que pone a las personas en riesgo de enfermedad inflamatoria intestinal y socava el control efectivo de los microbios que causan enfermedades. Los hallazgos, publicados hoy (18 de mayo de 2021) en Cell Host &Microbe , abre nuevos enfoques para regular la inmunidad intestinal mediante la restauración de la función normal de las células de Paneth.
"Históricamente, la enfermedad inflamatoria intestinal ha sido un problema principalmente en países occidentales como los EE. UU., pero se está volviendo más común a nivel mundial a medida que más y más personas adoptan estilos de vida occidentales", dijo el autor principal Ta-Chiang Liu, MD, PhD, profesor asociado de patología e inmunología en la Universidad de Washington. "Nuestra investigación mostró que el consumo a largo plazo de una dieta de estilo occidental rica en grasas y azúcares afecta la función de las células inmunitarias en el intestino de manera que podría promover la enfermedad inflamatoria intestinal o aumentar el riesgo de infecciones intestinales".
El deterioro de las células de Paneth es una característica clave de la enfermedad inflamatoria intestinal. Por ejemplo, las personas con la enfermedad de Crohn, un tipo de enfermedad inflamatoria intestinal caracterizada por dolor abdominal, diarrea, anemia y fatiga, a menudo tienen células de Paneth que han dejado de funcionar.
Liu y el autor principal Thaddeus Stappenbeck, MD, PhD, presidente del Departamento de Inflamación e Inmunidad de la Clínica Cleveland, se propusieron encontrar la causa de la disfunción de las células de Paneth en las personas. Analizaron una base de datos que contenía datos demográficos y clínicos de 400 personas, incluida una evaluación de las células de Paneth de cada persona. Los investigadores encontraron que el alto índice de masa corporal (IMC) estaba asociado con las células de Paneth que se veían anormales y poco saludables bajo el microscopio. Cuanto mayor era el IMC de una persona, peor se veían sus células de Paneth. La asociación celebrada para adultos sanos y personas con enfermedad de Crohn.
Para comprender mejor esta conexión, los investigadores estudiaron dos cepas de ratones genéticamente predispuestos a la obesidad. Estos ratones comen en exceso de forma crónica porque tienen mutaciones que les impiden sentirse llenos incluso cuando se alimentan con una dieta regular. Para sorpresa de los investigadores, los ratones obesos tenían células de Paneth que parecían normales.
En las personas, la obesidad es frecuentemente el resultado de llevar una dieta rica en grasas y azúcares. Así que los científicos alimentaron a ratones normales con una dieta en la que el 40% de las calorías procedían de grasas o azúcar, similar a la típica dieta occidental. Después de dos meses con esta comida, los ratones se habían vuelto obesos y sus células de Paneth se veían decididamente anormales.
“La obesidad no era el problema en sí”, dijo Liu. “Comer demasiado de una dieta saludable no afectó a las células de Paneth. El problema era la dieta alta en grasas y azúcar”.
Las células de Paneth volvieron a la normalidad cuando los ratones volvieron a tener una dieta saludable para ratones durante cuatro semanas. Queda por ver si las personas que habitualmente comen una dieta occidental pueden mejorar su inmunidad intestinal cambiando su dieta, dijo Liu.
“Este fue un experimento a corto plazo, solo ocho semanas”, dijo Liu. “En las personas, la obesidad no ocurre de la noche a la mañana o incluso en ocho semanas. Las personas tienen un estilo de vida subóptimo durante 20 o 30 años antes de volverse obesas. Es posible que si llevas tanto tiempo con la dieta occidental, cruces un punto de no retorno y tus células de Paneth no se recuperen aunque cambies de dieta. Tendríamos que investigar más antes de poder decir si este proceso es reversible en las personas”.
Otros experimentos demostraron que una molécula conocida como ácido desoxicólico, un ácido biliar secundario formado como un subproducto del metabolismo de las bacterias intestinales, forma el vínculo entre una dieta occidental y la disfunción de las células de Paneth. El ácido biliar aumenta la actividad de dos moléculas inmunitarias, el receptor farnesoide X y el interferón tipo 1, que inhiben la función de las células de Paneth.
Liu y sus colegas ahora están investigando si la grasa o el azúcar juegan el papel principal en el deterioro de las células de Paneth. También han comenzado a estudiar formas de restaurar la función normal de las células de Paneth y mejorar la inmunidad intestinal al atacar el ácido biliar o las dos moléculas inmunitarias.
Referencia:"La dieta occidental induce defectos en las células de Paneth a través de alteraciones del microbioma y la activación del receptor farnesoide X y el interferón tipo I" por Ta-Chiang Liu, Justin T. Kern, Umang Jain, Naomi M. Sonnek, Shanshan Xiong, Katherine F. Simpson, Kelli L. VanDussen, Emma S. Winkler, Talin Haritunians, Atika Malique, Qiuhe Lu, Yo Sasaki, Chad Storer, Michael S. Diamond, Richard D. Head, Dermot P.B. McGovern y Thaddeus S. Stappenbeck, 18 de mayo de 2021, Anfitrión celular y microbio .
DOI:10.1016/j.chom.2021.04.004
Financiamiento:Institutos Nacionales de Salud, Helmsley Charitable Trust, Centro de Acceso a la Tecnología del Genoma de la Universidad de Washington, Centro Central de Investigación de Enfermedades Digestivas de la Universidad de Washington
