El efecto de la microbiota sobre la fisiología de las barreras hematotisulares / Effect of microbiota on the physiology of blood-tissue barriers

Resumen

Resumen

Las uniones estrechas (UE) son estructuras altamente complejas que se localizan en la porción más apical de la membrana basolateral y están compuestas por una serie de proteínas, como claudinas, ocludinas y proteínas de la familia ZO. Las UE restringen el paso de sustancias potencialmente dañinas o microorganismos a lo largo del espacio paracelular, y participan de manera importante en procesos de mecanotransducción y señalización intercelular. Aunque la ultraestructura de las UE les permiten funcionar como una barrera en varios tejidos, como en la barrera hematoencefálica y la barrera hematotesticular, estas son propensas a cambios en su composición, lo cual podría disminuir sus características de permeabilidad. En este sentido, se ha demostrado que ciertos microorganismos enteropatógenos son capaces de desensamblar o modificar las propiedades de permeabilidad de las UE en las barreras hematotisulares. En particular, se ha estudiado cómo la microbiota contribuye a la formación, la función y el mantenimiento de las UE en varios nichos inmunitariamente privilegiados, tales como el tracto gastrointestinal, el sistema nervioso central y los testículos. Por lo tanto, resulta primordial comprender los mecanismos fisiológicos por los cuales la microbiota puede modificar la función de las barreras hematotisulares, con el objetivo de diseñar nuevas estrategias terapéuticas que mejoren los efectos dañinos de varias enfermedades sobre nichos inmunitariamente privilegiados en el humano.

Abstract

The tight-junction (TJ) is a highly complex structure that is located in the most apical portion of the basolateral membrane, and is composed of series of proteins, such as; claudins, occludins and proteins of the ZO family.  The TJ restricts the passage of potentially harmful substances or microorganisms through the paracellular space and participates importantly in the mecanotransduction and intercellular signaling processes. Although the complex structure of the TJ, allowing it to function as a barrier in various tissues such as the brain-blood-barrier and testicular-blood-barrier, these barriers are prone to changes decreasing its permeability features.  The contribution of microbiota in the formation, function and maintenance of TJs in various immunologically privileged niches such as, the gastrointestinal tract, the central nervous system and the testicles, has been recently studied. Nevertheless, it has been demonstrated that certain pathogenic microorganisms are able to disassemble or modify the permeability of the TJs in epithelial-blood barrier. Thereby, it is central to understand the physiological mechanisms of how microbiota could modify the function of the epithelial blood barriers in order to design new therapeutic strategies to ameliorate the harmful effects of many human diseases.