Una lesión menor, una infección grave o incluso la gripe pueden llevar al cuerpo por caminos muy diferentes. Algunas personas se recuperan rápidamente, mientras que otras se enferman gravemente o mueren. Los científicos llaman a este camino una trayectoria de enfermedad, y puede estar moldeada por muchos factores, incluyendo la edad, el sexo, el historial de salud y la biología. En el Instituto Salk, Janelle Ayres, PhD, ha pasado años estudiando por qué las personas responden tan diferente a las enfermedades y lesiones. Su trabajo se centra en cómo el cuerpo puede ser guiado lejos de la enfermedad y la muerte hacia la recuperación y la supervivencia.
La inflamación es a menudo una fuerza importante detrás del declive del cuerpo durante infecciones y lesiones. Es esencial para la protección porque alerta al sistema inmunológico y trae células inmunes a donde se necesitan. Pero cuando la inflamación se vuelve excesiva, puede dañar tejidos y contribuir a la muerte. Debido a que las infecciones pueden desencadenar inflamación especialmente dañina, el equipo de Salk estudió ratones con una infección. Descubrieron que agregar el aminoácido metionina a la dieta de los animales los protegía del desgaste, problemas de barrera hematoencefálica y muerte relacionada con la inflamación.
El beneficio llegó a través de una ruta inesperada. La metionina mejoró la filtración renal, mostrando que los riñones pueden desempeñar un papel más grande de lo reconocido anteriormente en ayudar al cuerpo a pasar de la infección a la recuperación. Los hallazgos, publicados en Cell Metabolism, sugieren que pequeños cambios en la nutrición pueden influir fuertemente en los resultados de la enfermedad. La suplementación con metionina puede tener potencial para condiciones inflamatorias, enfermedad renal, insuficiencia renal y pacientes en diálisis, aunque se necesita más investigación.
"Nuestro estudio indica que pequeñas diferencias biológicas, incluidos factores dietéticos, pueden tener grandes efectos en los resultados de la enfermedad", dice la autora principal Ayres, profesora y titular de la Cátedra Legacy del Instituto Salk en Salk, así como investigadora del Instituto Médico Hughes. "Nuestro descubrimiento de un mecanismo impulsado por los riñones que limita la inflamación, junto con los efectos protectores de la suplementación con metionina en ratones, apunta hacia el potencial de la nutrición como una intervención médica informada mecanicistamente que puede dirigir y optimizar los caminos que las personas toman en respuesta a insultos que causan enfermedad".
La inflamación es la reacción del sistema inmunológico a una amenaza. Esa amenaza podría ser un patógeno dentro del cuerpo o algo tan simple como una astilla. Las células inmunes se mueven hacia el problema y ayudan a impulsar la curación. A medida que esas células inmunes llegan, aumentan las señales de alarma del cuerpo a través de proteínas conocidas como citoquinas proinflamatorias. El cuerpo debe mantener la inflamación en un equilibrio cuidadoso. Demasiada poca inflamación puede no controlar una amenaza, mientras que demasiada puede dañar tejido sano. Gran parte de la investigación en esta área se ha centrado en cómo se activan o desactivan las respuestas inmunes.
El equipo de Ayres está examinando una pregunta diferente. En lugar de centrarse solo en los interruptores inmunes, están estudiando cómo el cuerpo ajusta la fuerza de la inflamación controlando la liberación y acumulación de citoquinas proinflamatorias. "Las citoquinas proinflamatorias son en última instancia lo que lleva a la enfermedad y la muerte en muchos casos", dice la primera autora Katia Troha, PhD, investigadora postdoctoral en el laboratorio de Ayres. "El sistema inmunológico tiene que equilibrar la inflamación para atacar al invasor sin dañar las células sanas del cuerpo. Nuestro trabajo es encontrar los mecanismos que utiliza para hacerlo, para que podamos dirigirlos para mejorar los resultados de los pacientes".
Para investigar cómo el cuerpo maneja los niveles de citoquinas, los investigadores utilizaron un modelo de ratón de inflamación sistémica causada por el patógeno Yersinia pseudotuberculosis. Uno de los primeros cambios que observaron fue una reducción en la alimentación de los ratones infectados, lo que sugirió que el metabolismo de los animales había cambiado. Para comprender mejor su estado nutricional, los investigadores midieron los aminoácidos que circulaban en la sangre. Los aminoácidos son los componentes básicos de las proteínas y apoyan la función celular saludable en todo el cuerpo.
Los ratones infectados tenían niveles bajos de metionina, un aminoácido esencial.