Introducción

Los probióticos son microorganismos que al ser consumidos producen beneficios a la salud. Las bacterias, como las usadas para hacer yogurt, y las levaduras para hacer pan y vino, han sido utilizadas como probióticos. De hecho, los probióticos aumentan la capacidad de las defensas del cuerpo para prevenir y controlar enfermedades infecciosas, por ello en las evaluaciones de probióticos se determinan parámetros de la respuesta inmune. Estudios recientes demuestran que algunos probióticos habitan ambientes extremos (Patel et al., 2022), incluyendo a los asociados a líquenes (Zuñiga-González et al., 2021). Con eso en mente, la levadura Cystobasidium benthicum LR192 fue aislada, durante el verano, a más de 45 ºC de temperatura, de líquenes crustosos (pegados a piedras) asociados a las paredes en la Sierra de San Francisco, Baja California Sur, México; en este estudio se probó la capacidad probiótica de la levadura en ratones como un modelo para humanos (Angulo et al., 2022) con la intención de saber si podría ayudar a prevenir o controlar infecciones.

Objetivos

El objetivo fue evaluar el efecto probiótico de la levadura Cystobasidium benthicum LR192 en ratones.

Materiales y métodos

La levadura se cultivó en un medio nutritivo líquido (YM a pH 5), a 30 ºC, con agitación (120 r.p.m.) durante 48 h. Se realizó otro cultivo en YM modificado con la adición de bilis de pollos sanos al 1% y ácido clorhídrico hasta llegar a pH 2 y 3 para simular las condiciones del tracto digestivo. Así mismo, la levadura se colocó in vitro en el interior de una parte de yeyuno de ratón para evaluar su capacidad de adherencia, mediante observación con un microscopio, detectando la levadura marcada con un componente que hace que sea fluorescente (Angulo et al., 2020).

La levadura se administró a un grupo de 10 ratones, todos los días, con una dosis común (1 × 10⁸ Unidades Formadoras de Colonias, UFC), vía oral, usando suero salino como vehículo; y en otro grupo de 10 ratones sólo se administró el suero salino. Después de 10 y 15 días, los ratones fueron eutanasiados (sacrificio de los ratones) y los bazos y la sangre colectados. De los bazos se obtuvieron los esplenocitos (células del sistema inmune y estructurales) (1 × 10⁶ células por mililitro) y para saber si la administración de la levadura aumentaba la resistencia a una infección se pusieron en contacto (incubación por 18 horas) con la bacteria patógena Escherichia coli 23, a una dosis de 1 × 10⁸ UFC por mililitro. Finalmente, la respuesta de defensa (inmune) de los ratones se determinó antes y después del reto infeccioso cuantificando las actividades de la enzima mieloperoxidasa, explosión respiratoria, la fagocitosis; la producción de óxido nítrico y anticuerpos producidos por los esplenocitos (Kemenade et al., 1994; Neumann et al., 1995). También fue analizada la expresión de los genes IL-1 beta e IL-6 relacionados con la respuesta inmune de los ratones (Livak y Schmittgen, 2001).

Resultados

La bilis al 1% y el medio ácido (pH 2 y 3) redujeron ligeramente el crecimiento de la levadura (Fig. 1). Interesantemente, la bilis está a una concentración de hasta 2% y el pH tiene un valor desde 2 en el estómago y hasta 7 en el yeyuno. Además, la levadura se adhirió al intestino de ratones, aunque falta saber cuánto tiempo duró la adhesión. La infección de las células del bazo redujo la viabilidad (supervivencia) celular e incrementó la actividad de fagocitosis (la capacidad de las células para comerse los patógenos y destruirlos).

Figura 1. La presencia de bilis y medio ácido disminuyó el crecimiento de la levadura ligera a moderadamente.

La actividad de explosión respiratoria (al día 10), es decir, la producción de moléculas de oxígeno tóxicas para destruir a los patógenos, aumentó después de la infección (Fig. 2). También, la producción de óxido nítrico (nitrógeno tóxico para los patógenos) aumentó, pero sólo antes de la infección (Fig. 2). Todo lo anterior, comparado siempre con los ratones del grupo control que no recibieron la levadura.

Figura 2. La producción de oxígeno tóxico y nitrógeno tóxico para patógenos fue mayor a los 10 días en los ratones que recibieron la levadura.

En otros estudios existen evidencias que las levaduras probióticas pueden inducir la explosión respiratoria o la producción de óxido nítrico, o ambas, para eliminar patógenos (Angulo et al. 2020). Curiosamente, la actividad de la mieloperoxidasa aumentó a los 15 días después de la infección, lo que sugiere un cambio de mecanismo de defensa en los ratones a ese tiempo. Los anticuerpos en sangre aumentaron también, pero hasta los 10 días de administración de la levadura (Fig. 3). Finalmente, algunos genes del sistema de inmune de los ratones aumentaron su expresión. Por ejemplo, interleucina 1 beta (un potente proinflamatorio) aumentó antes de la infección, mientras que interleucina 6 (otro fuerte proinflamatorio) lo hizo después de la infección (Fig. 3).

Figura 3. La producción de anticuerpos (día 10) y dos proinflamatorios:  interleucina 1 beta (día 15) e interleucina 6 (día 15) fue mayor en los ratones que recibieron la levadura.

Llama la atención que el gen de interferón gamma tuvo una expresión reducida en los ratones suplementados con la levadura, antes y después de la infección. Estos resultados confirman lo reportado en otros estudios en los que se ha demostrado que las levaduras probióticas pueden aumentar o suprimir genes para regular la respuesta inmune antes, durante y después de una infección (Angulo et al., 2020). En México, existen alrededor de 2500 especies de líquenes registradas, lo que resalta la importancia de su conservación y aprovechamiento para generar un beneficio a la salud. Por otra parte, se ha demostrado que diferentes cepas de C. benthicum (o sus moléculas) aisladas de diversos lugares han activado la respuesta inmune en especies animales (Wang et al. 2015; Reyes-Becerril et al. 2021).

Conclusión

La levadura Cystobasidium benthicum LR192 mostró propiedades probióticas con capacidad para regular el sistema inmune de ratones. Sin embargo, algunos resultados obtenidos dejan aún dudas sobre su potencial uso como probiótico en humanos. Por ello, los estudios siguientes en ratones deben incluir la administración de diferentes dosis, frecuencias y retos infecciosos con otros patógenos para considerar su posible estudio en humanos.