La pérdida de microbiota altera el perfil de las células que protegen la pared intestinal

Experimentos en ratones y en tejido humano indican que la reducción de bacterias que viven en el intestino grueso disminuye la producción de moco y afecta la absorción de nutrientes, especialmente en personas mayores

Por André Julião  |  Agência FAPESP – Un grupo liderado por investigadores de la Universidad Estatal de Campinas (Unicamp), en el estado de São Paulo, Brasil, avanzó un paso más en la comprensión de la relación entre la microbiota intestinal y las células del intestino.

El estudio, publicado en la revista Gut Microbes, mostró cómo la microbiota y los compuestos producidos por ella, como el butirato, influyen en el funcionamiento de las células que recubren el intestino grueso. Esta capa del intestino está en estrecho contacto con las bacterias y produce moco que contribuye a la función de barrera, ayudando a mantenerlas alejadas y a prevenir su paso hacia el interior del organismo.

Entre los hallazgos se encuentra la descripción de la función dual de una célula específica, hasta entonces considerada exclusivamente secretora de moco. Los investigadores descubrieron que también absorbe nutrientes y que su cantidad en el epitelio está regulada por señales de la microbiota. Su número aumenta cuando la microbiota intestinal se reduce.

La abundancia de esta célula está regulada por la producción de butirato, un compuesto resultante de la fermentación de fibras alimentarias, y por su receptor, GPR109A. Cuanto mayor es la producción de butirato, menor es la abundancia de esta célula.

El trabajo abre el camino para comprender mejor el papel de la microbiota y de los metabolitos producidos por ella en condiciones como las enfermedades inflamatorias intestinales y en la búsqueda de tratamientos. Además, muestra cómo la integridad de la pared intestinal puede alterarse, especialmente en personas mayores.

“Cuando la microbiota se reduce, el intestino grueso, que en condiciones normales prioriza la producción de moco, pasa a expresar características ligadas a la absorción de nutrientes, generalmente asociadas al intestino delgado. Aún no sabemos por qué ocurre esto, pero este cambio puede estar relacionado con la expansión de células con función dual y representar una respuesta adaptativa a la disminución de bacterias en esta porción del intestino”, explica Vinicius Dias Nirello, primer autor del trabajo, realizado durante su doctorado en el Instituto de Biología (IB-Unicamp) con beca de la FAPESP.

“Observamos que estas células de función dual tienen su número reducido mediante el butirato y su receptor. En condiciones de disbiosis, cuando se produce la pérdida de bacterias, ya sea como consecuencia del uso de antibióticos o del proceso de envejecimiento, se produce la expansión de esta población celular, lo que suponemos que constituye una respuesta adaptativa destinada a reforzar la barrera intestinal”, añade Marco Vinolo, profesor del IB-Unicamp, codirector del doctorado de Nirello junto con Patrick Varga-Weisz, profesor de la Universidad de Essex, en el Reino Unido, e investigador de la Unicamp.

Para los científicos, el trabajo revela un nivel de plasticidad regulado por señales microbianas hasta ahora desconocido en el epitelio intestinal.

En el estudio, Vinolo y Varga-Weisz contaron con el apoyo de la FAPESP a través de cuatro proyectos (17/16280-3, 18/15313-8, 23/14946-5 y 19/16113-5).

La ilustración muestra cómo la función de absorción de nutrientes y la producción de moco están alteradas en el intestino grueso durante la disbiosis (muerte de las bacterias), como consecuencia del uso de antibióticos o del proceso de envejecimiento (imagen: Vinicius Dias Nirello/IB-Unicamp)

Células y microbiota

Para llegar a estos resultados, los investigadores trataron a un grupo de ratones durante tres días con un cóctel de antibióticos, que provoca una reducción aguda de la microbiota intestinal. Otro grupo de ratones, utilizado como control, recibió únicamente una solución inocua y mantuvo la microbiota intacta.

Además de estos ratones, los investigadores utilizaron otros animales conocidos como libres de gérmenes, ya que nacen y crecen sin microbiota. Divididos en dos subgrupos, estos animales recibieron bacterias del intestino de seres humanos jóvenes (18 a 35 años) o de personas mayores (más de 65 años). El objetivo fue verificar el efecto de la microbiota según la edad del donante.

Los investigadores también analizaron biopsias, pequeños fragmentos de tejido, del intestino grueso de humanos jóvenes y mayores, con el fin de evaluar el efecto del envejecimiento sobre la cantidad de células que forman el epitelio intestinal.

Las muestras de los ratones fueron analizadas mediante la tecnología de transcriptoma de célula única, que examina la respuesta de cada célula de manera individual. A través de este método, los investigadores lograron analizar con mucha mayor profundidad las características individuales de las células que componen el epitelio intestinal, como los enterocitos, responsables de la absorción de nutrientes, agua y electrolitos, y las células caliciformes, que secretan moco.

Los investigadores observaron que una población específica de células, hasta entonces clasificada únicamente como secretora de moco, también puede desempeñar una función absortiva. “Estas células expresan genes de ambas funciones, algo que no se imaginaba para este tipo celular. Como esta población responde directamente a la microbiota, el hallazgo apunta a una adaptación del epitelio intestinal hasta ahora desconocida”, explica Nirello. Esta población de células es más frecuente en el intestino grueso de personas mayores, como mostraron las biopsias humanas y colon de ratones que recibieron bacterias de esa población.

Nuevos experimentos, en los que se eliminen los genes secretorios o absortivos de estas células, pueden ayudar a esclarecer su función. De esta forma, se puede avanzar en la comprensión de las enfermedades intestinales y en las formas de tratarlas.

El artículo Microbiota shape the colon epithelium controlling inter-crypt absorptive goblet cells via butyrate-GPR109A signaling puede leerse en: www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/19490976.2025.2573045.