El glicocálix es una barrera intestinal frente a bacterias que se desarrolla durante la infancia

Elena Layunta Hernández

¿Sabías que la infancia es un momento crítico durante el cual se produce el desarrollo de la mayor parte de los mecanismos defensivos en el intestino? Recientemente, hemos descubierto algo más: durante este periodo, también se crea el glicocálix basado en MUC17, ¡una de las barreras protectoras más importantes en el aparato gastrointestinal!

Figura 1. Imagen con microscopia electronica de ileon de raton. Las bacterias contactan con el glicocálix intestinal. Basada en Fig.1 en Layunta et al. (2021).

El intestino es el hogar de billones de microorganismos que se denominan microbiota y que suelen beneficiarnos. Para controlar este vecindario, tenemos una barrera intestinal compleja que está formada por capas de moco que atrapan a las bacterias y el glicocálix intestinal, lo que crea una barrera sobre las células del intestino que permite que los bichos no entren en contacto con nosotros (véase Fig.1). Sin embargo, si alguna de estas barreras protectoras se rompiera, el riesgo de que las bacterias entre en contacto con las células intestinales se incrementaría. A su vez, esto resultaría en una mayor probabilidad de desarrollar patologías inflamatorias como la enfermedad de Crohn o la colitis ulcerosa si estas bacterias no fueran beneficiosas para nosotros.

Nuestro estudio, desarrollado ratones neonatales en los laboratorios del Grupo de Biología de Mucinas de la Universidad de Gotemburgo, muestra como la mucina MUC17, una proteína de membrana, es el componente más importante del glicocálix intestinal que protege al intestino contra las bacterias (véase Fig. 2). Sorprendentemente, hemos hallado que el glicocálix intestinal se establece durante la infancia y nos protege contra bacterias y moléculas dañinas en la edad adulta (véase Fig. 3). De hecho, nuestro equipo ha observado que la interleuquina 22 (Il-22), la cual está involucrada en el desarrollo de la mayor parte de mecanismos inmunitarios en el intestino durante la edad temprana, ¡también promueve la expresión del glicocálix basado en Muc17!

Tras el nacimiento, los factores ambientales, incluyendo la microbiota intestinal, entrenan al sistema inmune para desarrollar una fuerte defensa intestinal, lo que hace de este periodo tiempo un momento crítico. Nosotros hemos descubierto que la Il-22 producida por las células inmunes promueve la expresión de la barrera basada en el glicocálix de Muc17, lo que coincide con el destete. Específicamente, las interleuquinas son citoquinas muy importantes que están implicadas en varios procesos biológicos, desde la inflamación hasta mecanismos defensivos. En este caso, la Il-22 es una citoquina inflamatoria que no solo promueve la expresión del glicocálix basado en Muc17, sino que, en base a otros estudios, también desencadenaría la síntesis de componentes antimicrobianos para controlar la “comunidad de vecinos” en nuestro intestino.

Figura 2. Test de permeabilidad del glicocálix mostrando la protección del intestino (gris) frente a bacterias (verde). Basada en Fig. 1 en Layunta et al. (2021).

Figura 3. Imagen con microscopia electronica de ileon de raton neonatal. Podemos observar el desarrollo del glicocálix intestinal. Basada en Fig.1 en Layunta et al. (2021).

Consecuentemente, la alteración de esta microbiota normal durante la infancia podría alterar el desarrollo normal del glicocálix y, a su vez, de las defensas intestinales que protegen frente a las bacterias patógenas en la edad adulta. Sin embargo, si este fuera el caso, podríamos llegar a reforzar esta barrera con intervenciones dietéticas durante la edad temprana, ¡un nuevo campo de investigación lleno de fantásticas oportunidades! Actualmente, nuestro grupo está centrado en encontrar estos nuevos factores que pueden estimular o alterar el desarrollo del glicocálix, intentando también comprender su papel protector en los intestinos. Basándonos en nuestra investigación y en los estudios publicados hasta la fecha, creemos que nuestros hallazgos van a ayudar a entender la patogenia de las enfermedades inflamatorias en el intestino.

* * *

Por Elena Layunta Hernández (@ELayunta), investigadora post-doctoral internacional en el Grupo de Biología de Mucinas en la Universidad de Gotenburgo (Suecia).

***
El estudio en el cual esta entrada se ha basado, titulado “IL-22 promotes the formation of a MUC17 glycocalyx barrier in the postnatal small intestine during weaning”, fue publicado en la revista científica Cell Reports el 16 de Febrero de 2021. Los autores son Elena Layunta, Sofia Jäverfelt, Brendan Dolan, Liisa Arike y Thaher Pelaseyed. Puedes leerlo aquí.

Este trabajo ha sido financiado por ocho asociaciones diferentes incluyendo Swedish Society for Medical Research (SSMF), National Institutes of Health/Mucosal Immunology Studies Team (NIH/MIST) y Wenner-Gren Foundations.
***

Más información:

  1. Página web – Laboratorio Pelaseyed Lab.
  2. Página web – Descripción del proyecto detrás de este estudio.
  3. Página web – Grupo de Biología de Mucinas.
  4. Página web – Laboratorio Birchenough.
Etiquetas: