Hay muchos misterios en la vida que terminamos ignorando. ¿Por qué la orina es amarilla? Simplemente lo es, ¿verdad? En lugar de tirar por el retrete esa pregunta de hace 125 años, los científicos buscaron la respuesta y descubrieron que la culpa era de una enzima microbiana previamente desconocida.
La enzima que nos ha eludido durante tanto tiempo ahora se conoce como bilirrubina reductasa. Fue identificado por el investigador y profesor asistente Brantley Hall de la Universidad de Maryland, que formaba parte de un equipo con base en la universidad y los Institutos Nacionales de Salud.
La bilirrubina es un pigmento anaranjado que liberan los glóbulos rojos después de su muerte. Luego, los microbios intestinales utilizan la bilirrubina reductasa para descomponer la bilirrubina en urobilinógeno incoloro, que se degrada en urobilina amarillenta, dando a la orina ese tono infame. Si bien la urobilina anteriormente tenía una asociación con el color de la orina, hasta ahora se desconocía la enzima que inicia el proceso produciendo urobilinógeno.
«Aunque anteriormente se pensaba que múltiples enzimas estaban involucradas en la reducción de la bilirrubina, nuestros resultados respaldan el hallazgo de que una sola enzima realiza la reducción de la bilirrubina a urobilinógeno», dijo el equipo de investigación en un estudio publicado recientemente en Nature Microbiology.
Sensación de la tripa
Debido a que se sabía que algunas bacterias intestinales reducen la bilirrubina, Hall y su equipo sabían por dónde empezar, pero querían resolver las incógnitas descubriendo qué especies en particular realmente hacen esto y cómo. Esto significaba que tenían que encontrar el gen responsable de codificar la bilirrubina reductasa.
Estudios anteriores habían encontrado que la especie Clostridiodes difficile era capaz de reducir la bilirrubina (aunque se desconocía el mecanismo que utilizaba). Usando C. difficile Como base de comparación, el equipo cultivó diferentes especies de bacterias intestinales y las expuso a bilirrubina para ver si esas bacterias podían producir urobilinógeno, detectando su presencia mediante un ensayo de fluorescencia.
El ensayo de fluorescencia les dijo a Hall y sus colegas que había nueve cepas dentro de las especies analizadas que pensaban que eran capaces de reducir la bilirrubina, aunque aún no estaba claro cómo estas bacterias la descomponían. Después del ensayo de fluorescencia, se analizaron los genomas de las cepas más estrechamente relacionadas y resultó que varias compartían un gen que codificaba una enzima que podía reducir la bilirrubina: la bilirrubina reductasa.
Todas las cepas bacterianas que metabolizaron la bilirrubina utilizando la bilirrubina reductasa provenían de especies que pertenecían a un solo clado (los investigadores se refirieron informalmente a él como el clado de la bilirrubina reductasa). Dentro de ese clado, la mayoría de estas especies son de la clase Clostridios en el filo Firmicutesun filo de bacterias importantes para la salud intestinal.
Más de lo que sabes
El descubrimiento de la bilirrubina reductasa va más allá del origen del color de la orina. Tras identificar la enzima, los investigadores descubrieron que, si bien la bilirrubina reductasa está presente en adultos sanos, existe un déficit en recién nacidos y adultos con enfermedad inflamatoria intestinal, lo que eventualmente podría influir en futuros tratamientos.
Al secuenciar los genomas intestinales infantiles, Hall y su equipo observaron que a menudo faltaba la bilirrubina reductasa durante los primeros meses de vida. Demasiada bilirrubina acumulada en la sangre hace que la piel y el blanco de los ojos se vuelvan amarillos, un síntoma conocido como ictericia. La mayoría de los bebés tienen algún nivel de ictericia, pero generalmente desaparece por sí sola.
La ausencia de bilirrubina reductasa también se asocia con cálculos biliares pigmentados en adultos con enfermedad inflamatoria intestinal (la enfermedad inflamatoria intestinal, o EII, es un término general que puede referirse a varios diagnósticos diferentes). La secuenciación de genomas intestinales de adultos mostró que había un déficit de esta enzima en la mayoría de los pacientes con enfermedad de Crohn o colitis ulcerosa cuyos genomas intestinales fueron secuenciados.
«Con el conocimiento de las especies, genes y enzimas implicadas en la reducción de la bilirrubina, las investigaciones futuras ahora pueden centrarse en hasta qué punto el metabolismo microbiano de la bilirrubina intestinal afecta… el papel de la reducción de la bilirrubina en la salud y la enfermedad», dijeron los investigadores en el mismo artículo. estudiar.
Aún queda más investigación por hacer sobre la bilirrubina reductasa y las implicaciones que podría tener para la salud. El equipo cree que puede haber un vínculo entre la cantidad de urobilina producida en el cuerpo y la resistencia a la insulina, la obesidad, las enfermedades cardíacas e incluso la insuficiencia cardíaca. Además de eso, finalmente sabemos por qué la orina es amarilla.
Microbiología de la naturaleza, 2023. DOI: 10.1038/s41564-023-01549-x