Influencia del ambiente sobre la microbiota comensal del intestino de la rata

Evidencias recientes sugieren que la microbiota comensal del intestino constituye un factor dinamico que se relaciona activamente con el hospedador, mediante sistemas especificos de reconocimiento bacteriano, y participa en la regulacion de funciones sensoriales, motoras y secretoras gastrointestinales. En particular, la microbiota comensal del intestino se ha implicado en los mecanismos fisiopatologicos de la enfermedad inflamatoria intestinal. Este trabajo de investigacion tiene como objetivo principal demostrar como variaciones en las condiciones ambientales llevan a cambios adaptativos espontaneos de la microbiota comensal del intestino de la rata, y como estos cambios afectan a los mecanismos intestinales de reconocimiento de la microbiota y modulan las respuestas inflamatorias y la expresion de sistemas endogenos sensoriales (en particular del sistema canabinoide). En primer lugar se ha caracterizado de la microbiota cecal comensal en ratas criadas en condiciones de barrera (SPF) y en ratas criadas en condiciones convencionales y los cambios espontaneos que se producen en el proceso de adaptacion de uno a otro ambiente (ratas criadas en barrera adaptadas a condiciones convencionales). Para ello, se emplearon tecnicas de hibridacion in situ fluorescente (FISH) para los principales grupos bacterianos descritos en la microbiot intestinal y analisis de polimorfismos de fragmentos terminales de restriccion (t-RFLP). Con la intencion de correlacionar la microbiota con los sistemas de reconocimiento bacteriano se determino tambien la expresion de los receptores de tipo Toll (Toll like receptors) 2 (TLR-2) y 4 (TLR-4); para ello se emplearon tecnicas de RT-PCR. Los resultados obtenidos demuestran que las ratas criadas en barrera tienen mayor cantidad de Bacteroides spp y Clostridium spp y menor cantidad de bifidobacterias y lactobacilos que las ratas criadas en condiciones convencionales. Las ratas adaptadas a un ambiente convencional tienen las mismas poblaciones bacterianas pero en cantidades intermedias. Segun el analisis de t-RFLP, la biodiversidad de las poblaciones bacterianas fue similar los tres grupos de animales. En particular, se observo una alta homogeneidad en el tiempo de las poblaciones bacterianas en el grupo barrera. La expresion de TLR-2 fue similar en los tres grupos, mientras que el TLR-4 mostro una clara tendencia a la sobre-expresion en condiciones de barrera y una reduccion progresiva en la adaptacion a condiciones convencionales. En general, los niveles de expresion no se correlacionaron con ninguno de los grupos bacterianos cuantificados. A continuacion, se ha empleado un modelo de enteritis (ileitis) aguda inducida por indometacina para valorar variaciones de la microbiota comensal asociadas a la inflamacion asi como diferencias en la susceptibilidad a la inflamacion entre ratas criadas en condiciones extremas de higiene (SPF) adaptadas a un ambiente convencional y ratas criadas en condiciones convencionales. Los resultados obtenidos muestran, que durante la inflamacion aguda la microbiota comensal, tanto del ileon como del ciego, varia cualitativa y cuantitativamente. Ademas, se afectan los sistemas intestinales de reconocimiento bacteriano, con una sobre-expresion de los receptores TLR-2 y TLR-4 durante la inflamacion. Con respecto a la respuesta inflamatoria propiamente dicha, las ratas criadas en condiciones convencionales mostraron, en general, una mayor susceptibilidad a la inflamacion aguda que los animales SPF adaptados, tal y como mostro la evaluacion clinica, histologica y bioquimica de la inflamacion. Finalmente, se ha evaluado como la microbiota comensal del intestino puede afectar otros mecanismos sensoriales intestinales; en particular, mecanismos dependientes de receptores canabinoides. Para ello, se ha determinado la expresion intestinal de receptores canabinoides, CB1 y CB2, en ratas mantenidas en condiciones de barrera (SPF), ratas mantenidas en condiciones convencionales y animales criados en barrera y adaptados a condiciones convencionales. En general, los dos receptores se expresaron en tejido cecal, aunque los niveles de CB2 fueron mayores a los de CB1. Ademas, independientemente del receptor considerado, la expresion se reduce en el paso de un ambiente de barrera a un ambiente convencional. Estas variaciones en la expresion se correlacionaron positivamente con los cambios espontaneos en las poblaciones de Bacteroides spp y Clostridium spp y negativamente con la poblacion de Bifidobacterium spp. En su conjunto, estos resultados muestran que la microbiota intestinal es un sistema dinamico, que varia y se adapta espontaneamente a las condiciones ambientales en las cuales se mantienen los animales de experimentacion. Estos cambios implican variaciones en la homeostasis intestinal que afecta a la expresion de receptores de reconocimiento bacteriano (TLR-2 y TLR-4) o de receptores canabinoides, asi como a la susceptibilidad a la inflamacion, al menos en su fase aguda. Estas observaciones indican que la microbiota intestinal es un factor de variabilidad que puede afectar a los resultados experimentales y debe tenerse en cuenta en la interpretacion de resultados experimentales, particularmente en el area de gastrointestinal.