Leccion 11 of12
In Progress

El microbioma, 70 por ciento de inmunidad

El microbioma y el sistema inmunológico se moldean constantemente entre sí, con el objetivo mutuo de prosperar, definiendo el equilibrio inestable del individuo sano. El microbioma está cada vez más involucrado en enfermedades como alergia, asma , autoinmunidad e inmunodeficiencias primarias o adquiridas. Las epidemias actuales de enfermedades alérgicas y asma se han relacionado durante mucho tiempo con el entorno microbiano a través de la hipótesis de la higiene.. El progreso en la comprensión de la diafonía entre el microbioma y el sistema inmunológico ha desentrañado una estrecha conexión entre las comunidades microbianas y el desarrollo de enfermedades alérgicas y asma. La alteración del microbioma afecta la respuesta inmunitaria del huésped y allana el camino para la patogénesis de la enfermedad. Por el contrario, las enfermedades y las intervenciones terapéuticas afectan a las comunidades microbianas. 

El microbioma consiste en una mezcla compleja de microbios que incluyen arqueas , bacterias, hongos, protozoos helmintos y virus. La descripción y la comprensión del microbioma humano es uno de los campos más activos de la investigación biomédica , con más de 15.000 artículos publicados desde 2011 [1] . Sin embargo, aunque se ha aprendido mucho, este campo sigue siendo una frontera e incluso recientemente se han establecido hechos tan simples como el número de células bacterianas en el cuerpo humano [2] . Además, casi el 70% de los estudios sobre microbiomas se han centrado en el microbioma intestinal [1].. El conocimiento del microbioma permite una mejor identificación de las vías fisiopatológicas y abre el campo de intervención a través de la modulación inmunitaria [3] .

Se han identificado dos impulsores de la composición del microbioma en los seres humanos: factores genéticos e inmunológicos por un lado y ambientales, en particular la dieta y la biodiversidad ambiental, por el otro. Su importancia relativa es variable según el sitio del microbioma considerado. Por ejemplo, la dieta y la higiene, un correlato de la biodiversidad ambiental, parecen dar forma al microbioma intestinal, mientras que los factores genéticos e inmunológicos son más frecuentes para el microbioma del tracto urogenital [4] . Desde una perspectiva evolutiva, los dos factores principales que impulsan la composición del microbioma en los mamíferos son la filogenia del hospedador [linaje diferencial de organismos a través del tiempo] y la dieta, cada uno de los cuales actúa a una escala temporal diferente y sobre diferentes subconjuntos de bacterias [5].. A menor escala, los humanos muestran una pérdida sustancial de bacterias intestinales en comparación con los chimpancés y los gorilas. Esta pérdida es antigua y está parcialmente relacionada con la modificación de la dieta, por ejemplo, el aumento de grasas y proteínas animales y la modificación anatómica (reducción del tamaño del intestino) [6] . Esta reducción de la diversidad aumentó con la transición neolítica y la transición industrial con la pérdida de linajes bacterianos en el mundo occidental [4] , [7]. Por lo tanto, los humanos parecen sufrir una modificación drástica del microbioma después de estos pasos de transición. El efecto de los cambios ambientales también se demuestra por el hecho de que los primates no humanos mantenidos en zoológicos exhiben microbiomas alterados, que recuerda el cambio observado en los humanos que se mueven de ambientes no industrializados a occidentales [8] . Por último, algunos componentes del microbioma suelen estar infravalorados, como Archaea [9] y eucariotas unicelulares [10] o multicelulares [11] . Las arqueasson un componente menor pero importante del microbioma intestinal y, a menudo, no se detectan con cebadores universales. Los resultados preliminares sugieren una disminución dramática de su diversidad en el linaje humano, a diferencia de los grandes simios [12] . La presencia de Entamoeba está fuertemente correlacionada con la composición y diversidad del microbioma [10] . Por lo tanto, el microbioma aún se está descifrando, su papel en la salud es primordial, sin embargo, numerosas fuerzas lo moldean en diferentes niveles.

Aunque el microbioma se ha convertido en sinónimo de la colección de microbioma bacteriano , el micobioma , o comunidad de hongos, es una parte esencial del microbioma [13] . Sorprendentemente, hasta la fecha se han aislado menos de 400 especies de hongos en humanos [14] , [15] , [16] . La abundancia relativa estimada de micobiota es heterogénea, dependiendo del sitio del cuerpo humano; varía desde menos del 0,1% en el intestino hasta ~ 10% en la piel [17] . Sin embargo, una célula fúngica promedio es aproximadamente 100 veces más grande que una bacteria promedio, lo que pone en perspectiva esta abundancia relativamente baja cuando se considera la biomasa fúngica total.. La biomasa fúngica constituye una fuente importante de moléculas bioactivas, que podrían influir significativamente en la fisiología del huésped [18] . En particular, se ha demostrado que la micobiota intestinal modula el sistema inmunológico innato (SI) humano a través del receptor Dectin-1 [19] . La disbiosis intestinal por hongos se ha asociado con inflamación intestinal; especialmente la exacerbación de la colitis , asociada con alteraciones de las comunidades intestinales de hongos, ocurrió en ratones tratados con fármacos antimicóticos [20] . Se han evidenciado cambios en las composiciones de microbiomas bacterianos y fúngicos en diversas enfermedades crónicas, que incluyenenfermedad inflamatoria intestinal [21] , [22] , [23] o en el tracto respiratorio de pacientes con fibrosis quística [24] .

Las enfermedades alérgicas se han convertido en auténticas epidemias durante el último medio siglo [25] . Una evolución tan rápida no es atribuible a la genética. Los cambios en el medio ambiente y el estilo de vida pronto se identificaron como impulsores clave [26] a través de alteraciones del microbioma humano y las respuestas inmunes relacionadas [27] , [28] . La pérdida de biodiversidad y el cambio climático amplifican las aberraciones del microbioma impulsadas por el medio ambiente [29] . Además, los agentes externos del exposoma , como los contaminantes del aire, la exposición en el útero al tabaco, los biocontaminantes e incluso la dieta, ejercen efectos epigenéticos.efectos que se han asociado con la aparición de enfermedades alérgicas en la descendencia [29] . Sin embargo, los mecanismos generales podrían estar involucrados en el eje microbiota -alergia, como sugiere un artículo reciente que replica la asociación de disbiosis en la vida temprana y la aparición posterior de sibilancias atópicas en una cohorte pediátrica ecuatoriana [30] . En esta revisión, primero describiremos los principales actores y mecanismos de la interacción microbioma – SI. Luego, presentaremos un resumen de vanguardia de la alteración del microbioma en condiciones atópicas / alérgicas y asmáticas.

Referencias:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452231718300095

Immunologia

Impacts of microbiome metabolites on immune regulation and autoimmunity
S. Haase,  A. Haghikia,  N. Wilck,  D. N. Müller,  R. A. Linker

Adaptive immune education by gut microbiota antigens
Q. Zhao, C. O. Elson

Growing, evolving and sticking in a flowing environment: understanding IgA interactions with bacteria in the gut
D. Hoces, M. Arnoldini, M. Diard,  C. Loverdo,  E. Slack

Gut eosinophils and their impact on the mucus‐resident microbiota
G. Singh,  A. Brass,  C. G. Knight,  S. M. Cruickshank

Complex dietary polysaccharide modulates gut immune function and microbiota, and promotes protection from autoimmune diabetes
R. Gudi, N. Perez, B. M. Johnson, M. H. Sofi, R. Brown, S. Quan S. Karumuthil‐Melethil, C. Vasu

Depletion of Foxp3+ regulatory T cells is accompanied by an increase in the relative abundance of Firmicutes in the murine gut microbiome
J. Kehrmann, L. Effenberg,  C. Wilk, D. Schoemer, N. N. T. Phuong  A. Adamczyk, E. Pastille, R. Scholtysik, L. Klein‐Hitpass, R. Klopfleisch,  A. M. Westendorf, J. Buer

Immunology y Biología celular

The microbiome and immune memory formation
K. D. McCoy, R.Burkhard, M. B. Geuking

The immune system and stroke: from current targets to future therapy
K. Malone, S Amu, A. C. Moore, C. Waeber

MAIT cells and microbial immunity
E. W. Meermeier, M. J. Harriff, E. Karamooz, D. M. Lewinsohn

Early-life exposure to gut microbiota from disease-protected mice does not impact disease outcome in type 1 diabetes susceptible NOD mice
J. A. Mullaney,  J. E. Stephens, B. E. Geeling, E. E. Hamilton‐Williams

Genetic regulation of antibody responsiveness to immunization in substrains of BALB/c mice
H. C. Poyntz, A. Jones, R. Jauregui, W. Young et al

The anti-inflammatory IFITM genes ameliorate colitis and partially protect from tumorigenesis by changing immunity and microbiota
Z. Alteber, A. Sharbi‐Yunger, M. Pevsner‐Fischer, D. Blat, L. Roitman, E. Tzehoval, E. Elinav, L. Eisenbach