¡Conoce a las mucinas! La gran muralla intestinal

Elena Layunta Hernández

El intestino es uno de los órganos defensivos más importantes de nuestro cuerpo. ¿Te sorprende? No debería. Tiene una población de más de 1014 microorganismos (10 veces más bacterias que células humanas), lo que se conoce como microbiota intestinal. Aunque cada persona tenga una microbiota diferente (nuestra huella dactilar intestinal), estos microorganismos suelen ser casi siempre beneficiosos para nosotros. En los últimos años se ha descubierto cómo la presencia de patógenos y alteraciones en la microbiota podrían ser factores fundamentales en el desarrollo, no sólo de patologías gastrointestinales, sino también de otras enfermedades. Por lo tanto, parece importante controlar esta “comunidad de vecinos” alojados en nuestro intestino. ¿Quieres saber quién es el responsable de controlar a esta población? ¿Cómo seleccionamos a las bacterias buenas de las malas? Las mucinas tienen muchas de las respuestas a tus preguntas.

Mucina membranal teñida en verde en las células epiteliales intestinales.

Las mucinas son proteínas muy pesadas que podemos encontrar en el moco del intestino, pero también en el de los pulmones y tracto genital. Estas mucinas crean una red para retener todo aquello que puede ser perjudicial para nuestro organismo. Existen dos tipos de mucinas: las que se secretan al espacio intestinal y las mucinas de membrana que están ancladas a la membrana de las células intestinales más próximas a la microbiota. Las mucinas secretadas forman el moco donde se encuentra la microbiota, mientras que las mucinas de membrana forman una barrera adicional que protege al intestino. Imagina que tú eres un castillo donde el foso con agua sería el moco de mucinas secretadas y las murallas de este castillo serían las mucinas de membrana.

El moco intestinal protege al intestino tanto de agresiones físicas como de la sobrepoblación de microorganismos y de la aparición de organismos patógenos [1]. Sin embargo, no todo funciona siempre a la perfección. En determinadas patologías intestinales, como las enfermedades inflamatorias intestinales y cáncer, las propiedades del moco están apaciguadas: el moco es casi inexistente y muy permeable. Todo ello hace que las bacterias proliferen y sean potencialmente dañinas, promoviendo la inflamación ya existente y creando daño. Y es aquí donde aparecen el segundo grupo de mucinas: las mucinas de membrana. ¿Te acuerdas de ellas? Sí. Han pasado inadvertidas, pero son nuestra muralla y, quizás, la barrera más importante.

Las mucinas de membrana se encuentran en las células del intestino más próximas a las bacterias y que forman el epitelio intestinal. Estas mucinas forman una muralla sin fisuras a lo largo del intestino, impidiendo la invasión bacteriana al interior del mismo, protegiendo nuestro castillo. Sin embargo, su función no es tan clara como en el caso de las mucinas que forman el moco.

En situaciones de normalidad, existen bacterias que son capaces de llegar al epitelio intestinal atravesando el moco e interaccionando con las mucinas de membrana, con lo que desencadenan una respuesta en nuestro intestino [2]. Es decir, las mucinas de membrana no sólo realizan una función física de muralla, sino que también envían información al intestino creando un puente de comunicación entre nosotros y nuestra microbiota. Un ejemplo de cómo funciona este sistema defensivo organizado por el moco intestinal y las mucinas de membrana es la protección del intestino frente al patógeno Helicobacter pylori (H.pylori), causante de úlceras y cáncer de estómago. H. pylori es capaz de atravesar el moco y llegar al intestino, donde se encuentra con la mucina de membrana MUC1. Cuando el patógeno se pone en contacto con MUC1, una parte de la mucina se rompe y envía señales al intestino para que produzca factores defensivos frente a H.pylori. Además, el patógeno enganchado a esta parte que se ha roto, vuelve al moco, donde será eliminado. De esta forma, ambas mucinas (la secretada y la anclada a la membrana del intestino) impiden la invasión de patógenos y a la vez desencadenan una serie de respuestas defensivas.

En las enfermedades inflamatorias intestinales y cáncer, las mucinas de membrana presentan alteraciones que permiten la progresión de la enfermedad. En investigaciones recientes acerca de las enfermedades inflamatorias intestinales se han encontrado mutaciones en las mucinas que afectan a su estructura, alterando la barrera intestinal y permitiendo la invasión bacteriana, lo cual acaba agrabando la inflamación ya existente. En el caso del cáncer, las mucinas no sólo se expresan en cantidades anormalmente elevadas en las células cancerosas, sino que también su localización cambia cambia, ya que se expresan en la parte basolateral de dichas células (es decir, justo en el lado opuesto donde deberían estar). Este cambio de localización de las mucinas de membrana en las células cancerosas hace que su adhesión al epitelio intestinal sea menor, pudiendo viajar a otras localizaciones y provocar metástasis [3].

La investigación sobre la relación entre el intestino y su microbiota está en auge, no sólo por el diseño de fármacos para poder regular la microbiota, evitar la aparición de enfermedades gastrointestinales y poder modular la respuesta inmunitaria del intestino, sino también por la influencia que podría tener esta interacción microbiota-hospedador en otras patologías muy diversas como la obesidad, la depresión o el Alzheimer.

En esta relación entre la microbiota y el intestino las mucinas de membrana son un factor clave a tener en cuenta, ya que se encuentran en el punto de intersección entre ambos elementos. Tal es así que nuestro grupo de investigación liderado por el Dr. Thaher Pelaseyed ha recibido en los últimos años hasta 8 proyectos de investigación financiados por diferentes entidades, destacando el proyecto otorgado por Swedish Society for Medical Research (SSMF), el proyecto concedido por National Institutes of Health/Mucosal Immunology Studies Team (NIH/MIST) y el proyecto otorgado por la fundación Wenner-Gren. Estos proyectos tienen como último fin entender la relación que existe entre la microbiota y el intestino, así como sus implicaciones en la salud y la enfermedad, donde estamos descubriendo cómo las mucinas, y más concretamente las de membrana, son una pieza clave en nuestra barrera intestinal.

 

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Por Elena Layunta Hernández (@ELayunta), Investigadora Postdoctoral en el Instituto de Biomedicina, Universidad de Gotenburgo.

 

Más información:

  1. Johansson ME et al., Cell Mol Life 2011.
  2. Pelaseyed T et al., Immunol Rev 2014.
  3. van Putten JPM et al., J Innate Immun. 2017.
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