Caracterización de cepas bifidobacterium: factores de colonización, actividad metabólica e interacciones con células del hospedador.

Abstract

Las bifidobacterias son miembros de la microbiota intestinal humana y algunas cepas son capaces de ejercer efectos beneficiosos para la salud. Con el fin de seleccionar cepas potencialmente probióticas se están estudiando sus características funcionales, tales como la capacidad de sobrevivir en el intestino y la adhesión a la mucosa y/o a células epiteliales humanas, así como las interacciones con el ambiente gastrointestinal y el metabolismo de carbohidratos. En este estudio llevamos a cabo la caracterización de moléculas de la superficie de cepas de Bifidobacterium bifidum, que puedan contribuir a su capacidad de colonización y supervivencia en el intestino. Se realizaron ensayos de adhesión de varias cepas de B. bifidum a mucina y a la línea epitelial intestinal HT29. Asimismo, se determinaron aquellas moléculas implicadas en el fenotipo de agregación en cuatro cepas que fueron previamente seleccionadas por su capacidad de adhesión. La capacidad de agregación de la cepa B. bifidum A8 se redujo significativamente después de un tratamiento con proteinasa K, por lo que esta cepa se seleccionó para estudios posteriores. Para continuar con el estudio se extrajeron proteínas de la superficie de la cepa A8 y se realizó un ensayo de unión a mucina. La proteína con más afinidad por la mucina fue la transaldolasa. Una vez conocida la molécula implicada en dicho fenotipo de adhesión, ésta se expresó en Lactococcus lactis para su posterior purificación y caracterización. Ensayos de adhesión a mucina de los lactococos recombinantes demostraron el papel extracelular de la transaldolasa de B. bifidum como proteína de unión a mucina. Estos hallazgos sugieren que la transaldolasa, cuando se expone en la superficie de B. bifidum, puede actuar como un factor que favorece la colonización y establecimiento de la cepa en el intestino y, por lo tanto, podría contribuir a los efectos beneficiosos atribuidos a algunas cepas de esta especie. Por otro lado utilizamos las cepas B. bifidum LMG13195, la cual indujo una respuesta Treg en un estudio previo, y Bifidobacterium breve IPLA 20004, inductora de respuesta tipo Th1, para estudiar la respuesta de las células epiteliales intestinales frente a dichas cepas y su potencial efecto inmunoregulador. Para ello se analizó el transcriptoma de la línea epitelial intestinal HT29 tras su exposición a las cepas. El análisis del transcriptoma reveló que ambas cepas provocaron un aumento en la expresión de genes relacionados con la respuesta inmune. Cabe destacar que B. bifidum LMG13195 indujo la expresión de genes de diversas quimocinas (CCL20, CCL22, CXCL10, CXCL11) y de dos moléculas de interferón Tipo III (IL-28 y IL-29). Por último, estudiamos el metabolismo de azúcares en la cepa Bifidobacterium animalis subsp. lactis BB-12, que es un probiótico ampliamente utilizado, empleando resonancia magnética nuclear. Esta técnica fue empleada para elucidar las diferentes vías metabólicas involucradas en la fermentación de azúcares, utilizando dos fuentes de carbono diferentes (glucosa y lactosa). Este estudio ha proporcionado la primera evidencia experimental in vivo del metabolismo de azúcares en bifidobacterias, confirmando además la presencia de la vía bífida como la única vía activa para la fermentación de glucosa y lactosa en B. animalis subsp. lactis.