El análisis químico pone de relieve el microbioma vaginal no estudiado

Al igual que el intestino humano, el tracto genital de una mujer es su propio ecosistema microbiano complejo, donde miles de millones de bacterias beneficiosas tienen su hogar. Tal como lo ve la química de Harvard Emily Balseks, el microbioma vaginal es una parte del cuerpo no reconocida y no estudiada donde tiene lugar una química importante.

Balseks, profesor de química Thomas Dudley Cabot e investigador del Instituto Médico Howard Hughes, está interesado en cómo la química microbiana afecta los resultados de salud y se especializa en el microbioma intestinal humano.

Para una nueva investigación publicada en Microbiología de la naturalezaBalskus señala un ámbito menos estudiado, el microbioma vaginal, para proporcionar información sobre las actividades metabólicas fundamentales que dan forma a un entorno vaginal saludable.

Específicamente, Balseks y su equipo, en colaboración con Seth Rakoff-Nahum del Boston Children’s Hospital y la Escuela de Medicina de Harvard, examinaron cómo las bacterias vaginales acceden al glucógeno, que se cree que es su principal fuente de nutrición.

«Se trata de una química biológicamente importante que puede explicar por qué los miembros de la comunidad del microbioma vaginal pueden sobrevivir y prosperar en su entorno único», dijo Balseks.

Se sabe desde hace mucho tiempo que un microbioma vaginal saludable suele estar dominado por una sola especie de bacteria, a menudo Lactobacillus crispatus, y que el crecimiento excesivo de otras bacterias dañinas puede causar complicaciones como la vaginosis bacteriana. Se supone que los lactobacilos dependen del glucógeno liberado por las células epiteliales vaginales como fuente de carbohidratos.

Pero los científicos no tienen claro cómo estas bacterias alcanzan y descomponen los carbohidratos en el glucógeno. No pueden hacer esto sin la ayuda de enzimas, que son proteínas con actividad catalítica que descomponen grandes moléculas de glucógeno en pedazos lo suficientemente pequeños como para que las bacterias los coman.

Las preguntas abiertas sobre este proceso tan importante incluyen: ¿Qué enzimas están involucradas y de dónde provienen: el huésped humano o las bacterias mismas? ¿Cómo actuarán? ¿Qué temas les gustan? El metabolismo del glucógeno es potencialmente importante para la simbiosis vaginal, y estudiarlo puede proporcionar información sobre los factores que mantienen felices y saludables a las poblaciones bacterianas en el tracto genital.

En su investigación, Balseks y sus colegas estudiaron seis posibles enzimas degradantes de glucógeno codificadas en genomas bacterianos vaginales y presentes en las comunidades bacterianas del tracto genital femenino. No se había investigado antes en ningún laboratorio. El análisis mostró que estas enzimas pueden descomponer el glucógeno, pero también reveló diferencias entre las enzimas de diferentes tipos de bacterias vaginales.

Algunas enzimas, incluidas todas las de Lactobacillus, estaban activas en un ambiente ácido o con un pH bajo, que también es un parámetro asociado con una mejor salud intestinal; Otros eran más sensibles a los inhibidores de moléculas pequeñas, lo que insinuaba cómo los científicos podrían desarrollar fármacos que bloqueen su actividad.

Los resultados muestran que muchos tipos de bacterias vaginales producen enzimas que degradan el glucógeno y, como resultado, pueden metabolizar el glucógeno. Con el creciente interés en el campo médico en el uso de cepas probióticas como suplementos para apoyar a las bacterias beneficiosas, el trabajo de Balseks sugiere además que el metabolismo del glucógeno, como se refleja en la presencia de estas enzimas, puede ser más específico para la selección de cepas probióticas vaginales. Importante consideración. También puede ser que las condiciones ácidas ayuden a los lactobacilos a competir con otras bacterias dañinas.

Balseks dijo que el estudio ilustra cómo los químicos contribuyen de manera importante a una comprensión más completa del microbioma humano. Si bien gran parte de la ciencia del microbioma proviene del poder de la secuenciación del ADN, el simple hecho de saber qué genes están asociados con un microbioma en particular sólo puede revelar mucho sobre la función y la salud. En este estudio, los investigadores no sólo identificaron específicamente las enzimas que ayudan a las bacterias vaginales a descomponer el glucógeno, sino también las diferencias sutiles entre estas enzimas.

«Descomponer un polisacárido grande en trozos más pequeños es una química que entendemos muy bien», dijo Balseks. «Pero lo que encontré muy interesante de este proyecto fue la diferencia en la actividad de las distintas enzimas». El hecho de que algunos de ellos fueran tolerantes a los ácidos y otros no, es algo que nunca podríamos haber predicho a partir de su composición genética. enzimas individuales.»

Esta historia fue publicada en Harvard Gazette, el periódico oficial de la Universidad de Harvard. Para obtener noticias universitarias adicionales, visite Harvard.edu.