Los microbios intestinales han estado en las noticias mucho últimamente. Estudios recientes muestran que pueden influir en la salud humana, el comportamiento y ciertos trastornos neurológicos, como el autismo. Pero, ¿cómo se comunican con el cerebro? Resultados de una nueva Universidad de IllinoisUn estudio sugiere una vía de comunicación entre ciertas bacterias intestinales y metabolitos cerebrales, a través de un compuesto en la sangre conocido como cortisol. E inesperadamente, el hallazgo proporciona un mecanismo potencial para explicar las características del autismo.
"Los cambios en los neurometabolitos durante la infancia pueden tener profundos efectos en el desarrollo del cerebro, y es posible que el microbioma, o la colección de bacterias, hongos y virus que habitan nuestro intestino, desempeñe un papel en este proceso", dice Austin Mudd, un estudiante de doctorado en el Programa de Neurociencia en U de I. "Sin embargo, no está claro qué bacterias intestinales específicas son más influyentes durante el desarrollo del cerebro y qué factores, si los hay, podrían influir en la relación entre el intestino y el cerebro".
Los investigadores estudiaron lechones de 1 mes de edad, que son notablemente similares a los bebés humanos en términos de desarrollo intestinal y cerebral. Primero identificaron la abundancia relativa de bacterias en las heces y el contenido ascendente de colon de los lechones, luego cuantificaron las concentracionesde ciertos compuestos en la sangre y en el cerebro.
"El uso del lechón como modelo animal traducible para bebés humanos brinda una oportunidad única para estudiar aspectos del desarrollo que a veces son más difíciles o éticamente difíciles de recopilar datos sobre bebés humanos", dice Mudd. "Por ejemplo, en este estudioqueríamos ver si podíamos encontrar bacterias en las heces de los lechones que pudieran predecir las concentraciones de compuestos en la sangre y el cerebro, los cuales son más difíciles de caracterizar en los bebés ".
Los investigadores adoptaron un enfoque gradual, primero identificando las relaciones predictivas entre las bacterias fecales y los metabolitos cerebrales. Descubrieron que los géneros bacterianos Bacteroides y Clostridium predice mayores concentraciones de mioinositol Butyricimonas n-acetylaspartate NAA pronosticado positivamente, y Bacteroides también predijeron niveles más altos de creatina total en el cerebro. Sin embargo, cuando las bacterias en el género Ruminococcus fueron más abundantes en las heces de los lechones, las concentraciones de NAA en el cerebro fueron más bajas.
"Estos metabolitos cerebrales se han encontrado en estados alterados en individuos diagnosticados con trastorno del espectro autista TEA, sin embargo, ningún estudio previo ha identificado vínculos específicos entre géneros bacterianos y estos metabolitos particulares", señala Mudd.
El siguiente paso fue determinar si estos cuatro géneros bacterianos podrían predecir compuestos en la sangre. "Los biomarcadores de sangre son algo que realmente podemos recolectar de un bebé, por lo que es una muestra clínicamente relevante. Sería bueno estudiar el cerebro de un bebé directamente, pero obtener imágenes de bebés es difícil desde el punto de vista logístico y ético. Sin embargo, podemos obtener heces y sangre de los bebés ", dice Ryan Dilger, profesor asociado en el Departamento de Ciencias Animales, División de Ciencias Nutricionales y Programa de Neurociencia en la U de I.
Los investigadores encontraron relaciones predictivas entre la microbiota fecal y la serotonina y el cortisol, dos compuestos en la sangre que se sabe que están influenciados por la microbiota intestinal. Específicamente Bacteroides se asoció con niveles más altos de serotonina, mientras que Ruminococcus predijo concentraciones más bajas de serotonina y cortisol. Clostridium y Butyricimonas no se asociaron fuertemente con ninguno de los compuestos.
Una vez más, dice Mudd, los resultados respaldaron hallazgos previos relacionados con ASD. "Se han descrito alteraciones en la serotonina y el cortisol en suero, así como los niveles de Bacteroides y Ruminococcus fecales en individuos con ASD".
En base a sus análisis iniciales, los investigadores querían saber si había una relación tripartita entre Ruminococcus , cortisol y NAA. Para investigar esto más a fondo, utilizaron un enfoque estadístico conocido como "análisis de mediación" y encontraron que el cortisol sérico medió la relación entre la abundancia de Ruminococcus fecal y la concentración de NAA cerebral. En otras palabras, parece que Ruminococcus se comunica y realiza cambios en el cerebro indirectamente a través del cortisol. "Este hallazgo de mediación es interesante, ya que nos da una idea de una forma en que la microbiota intestinal puede comunicarse con el cerebro. Puede usarse como marco para el desarrollofuturos estudios de intervención que respalden aún más este mecanismo propuesto ", agrega Dilger.
"Inicialmente, nos propusimos caracterizar las relaciones entre la microbiota intestinal, los biomarcadores sanguíneos y los metabolitos cerebrales. Pero una vez que observamos las relaciones identificadas en nuestro estudio, nos llevaron a hallazgos informados de forma independiente en la literatura sobre el autismo. Seguimoscauteloso y no queremos exagerar nuestros hallazgos sin el apoyo de los ensayos de intervención clínica, pero tenemos la hipótesis de que esto podría ser un factor que contribuye a los síntomas heterogéneos del autismo ", dice Mudd. Curiosamente, en el tiempo transcurrido desde que los investigadores escribieron el documento, otras publicaciones hanTambién informó sobre las relaciones entre Ruminococcus y las medidas de desarrollo cerebral, lo que respalda que esta podría ser un área prometedora para futuras investigaciones.
Dilger agrega: "Admitimos que este enfoque está limitado al usar solo modelos predictivos. Por lo tanto, el siguiente paso es generar evidencia empírica en un entorno clínico. Por lo tanto, es importante afirmar que aquí solo hemos generado una hipótesis, pero esemocionante considerar el progreso que se puede hacer en el futuro en base a nuestra evidencia en el modelo preclínico de cerdo ".
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Materiales proporcionado por Facultad de Ciencias Agrícolas, del Consumidor y del Medio Ambiente de la Universidad de Illinois . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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