Investigadores dirigidos por la Universidad Estatal de Ohio han mapeado cómo más de una docena de pesticidas afectan las bacterias intestinales, revelando posibles probióticos y estrategias terapéuticas para contrarrestar la inflamación inducida por pesticidas.
Nuevas evidencias sugieren que los pesticidas pueden ser tóxicos para la diversa gama de microorganismos del sistema digestivo humano. Ahora, un nuevo estudio dirigido por investigadores de la Universidad Estatal de Ohio arroja nueva luz sobre este tema. Son los primeros en mapear cambios específicos en las bacterias intestinales causados por la exposición a pesticidas, observados tanto en laboratorio como en modelos animales.
Hallazgos innovadores
El estudio, publicado en la revista Nature Communications, revela que más de una docena de pesticidas impactan los patrones de crecimiento de las bacterias intestinales humanas, afectando la forma en que estos microorganismos procesan los nutrientes e incluso residen dentro de algunas especies bacterianas.
Este extenso “atlas” de mecanismos moleculares se ha puesto a disposición del público y promete ser un recurso valioso para la investigación específica sobre enfermedades y posibles estrategias terapéuticas.
Bacterias intestinales protectoras
Experimentos en ratones revelaron que ciertas bacterias intestinales podrían proporcionar una barrera protectora contra la toxicidad de los pesticidas, lo que sugiere el potencial de un enfoque probiótico para mitigar algunos efectos perjudiciales para la salud, en particular la inflamación.
“Hemos proporcionado una mayor comprensión de cómo los pesticidas o los contaminantes ambientales afectan la salud humana al modular un conjunto importante de microorganismos”, dijo el autor principal. Jiangjiang Zhu, profesor asociado de ciencias humanas en la Universidad Estatal de Ohio, dijo en un comunicado de prensa.
Análisis detallado
El equipo estudió las interacciones entre 18 pesticidas de uso generalizado y 17 especies de bacterias intestinales asociadas con el mantenimiento de la salud y la enfermedad. Incluso con restricciones en su uso, aún existen residuos de algunos pesticidas antiguos en el suelo y el agua, como señaló Zhu.
"Cultivamos bacterias en cultivo y las expusimos a concentraciones relevantes de pesticidas para ver cómo respondían los microbios a esas exposiciones a pesticidas", agregó el primer autor Li Chen, investigador asociado sénior en el laboratorio de Zhu, quien supervisó el análisis de más de 10,000 muestras para el estudio.
El análisis detalló cambios metabólicos específicos en 306 pares de pesticidas y microbios intestinales, revelando patrones de crecimiento alterados y acumulaciones químicas que afectan a los metabolitos, productos moleculares que realizan funciones esenciales y transmiten señales dentro de la célula y el sistema inmunológico.
Implicaciones para la salud humana
Investigando más a fondo, los investigadores introdujeron una cepa común de bacterias intestinales humanas, Bacteroides ovatusSe expusieron a ratones a pesticidas. Esto provocó diversos cambios metabólicos y modificaciones en la producción de lípidos, con implicaciones significativas para el estrés oxidativo y las respuestas inflamatorias.
“Identificamos microbios que pueden modular el efecto tóxico de los pesticidas en el huésped, amortiguando de alguna manera el proceso de inflamación”, añadió Zhu.
Directrices para el futuro
El laboratorio de Zhu se propone profundizar en cómo estos cambios metabólicos se relacionan con las condiciones de salud y enfermedad posteriores a la exposición a pesticidas.
Estamos mapeando esta interacción central entre pesticidas y microbios intestinales. Y luego, otros laboratorios pueden aprovechar lo que hemos descubierto; por ejemplo, tras la exposición a un pesticida, las reacciones de los microbios intestinales pueden tener consecuencias posteriores que contribuyen a la investigación de enfermedades y, eventualmente, ayudan a predecir objetivos o a identificar una estrategia de intervención, añadió Zhu.
Apoyo y colaboración
Esta investigación fue financiada por el Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales, y Zhu también recibió apoyo del Programa de Profesores Asociados Scarlet y Gray del Rector de la Universidad Estatal de Ohio.
Los coautores del estudio incluyen a Chao Guo, Huan Zhang, Shiqi Zhang, Andrew Gold, Ming Hu y Dayong Wu de la Universidad Estatal de Ohio; Hong Yan y Caroline Johnson de la Universidad de Yale; Shanshan Di y Xinquan Wang de la Academia Zhejiang en Hangzhou, China; y Yu Wang de la Universidad Johns Hopkins.