Los científicos han demostrado que el trasplante de bacterias intestinales, de un animal que es vulnerable al estrés social a un animal no estresado, puede causar un comportamiento vulnerable en el receptor. La investigación revela detalles de interacciones biológicas entre el cerebro y el intestino que algún día podrían conducira tratamientos probióticos para trastornos psiquiátricos humanos como la depresión.
"En ratas que muestran un comportamiento de tipo depresivo en una prueba de laboratorio, encontramos que el estrés cambia su microbioma intestinal, la población de bacterias en el intestino", dijo el líder del estudio, Seema Bhatnagar, PhD, neurocientífico del Departamento de Anestesiología yCuidados críticos en el Hospital de Niños de Filadelfia CHOP. "Además, cuando trasplantamos bacterias de esas ratas vulnerables al estrés en ratas que no habían sufrido estrés, los animales receptores mostraron un comportamiento similar".
Bhatnagar agregó que el estrés también aumentó la inflamación en los cerebros de ratas vulnerables, y que esta inflamación apareció en ratas sin estrés después de recibir trasplantes de animales vulnerables.
El equipo del estudio publicó sus hallazgos en línea el 4 de marzo de 2019 en Psiquiatría molecular .
Bhatnagar dirige el Programa de Neurobiología del Estrés en CHOP, y muchos de sus coautores son miembros del Programa de Microbioma PennCHOP, una colaboración entre investigadores de CHOP y la Facultad de Medicina Perelman de la Universidad de Pennsylvania. El programa tiene como objetivo comprender mejorlas comunidades de microbios dentro de nuestros cuerpos y alteran sus propiedades para mejorar la salud humana. Chunyu Zhao, PhD, de ese programa, realizó análisis de datos de microbioma y es coautor del artículo.
Los científicos ya saben que el cerebro y el intestino se influyen mutuamente. En humanos, los pacientes con trastornos psiquiátricos tienen diferentes poblaciones de microbios intestinales en comparación con los microbios en individuos sanos, con hallazgos paralelos también observados en modelos animales de enfermedades psiquiátricas. Este estudio investigó mecanismos relacionadosa inflamación cerebral, microbiomas y estrés.
"Los humanos no reaccionan de manera idéntica al mismo estrés: algunos son más vulnerables que otros a desarrollar trastornos psiquiátricos, otros son más resistentes", dijo Bhatnagar. "Algo similar ocurre también en animales de laboratorio".
En roedores, las jerarquías sociales y la territorialidad son las principales fuentes de estrés. En el laboratorio, los investigadores modelan factores estresantes con herramientas de comportamiento validadas, como una prueba de natación forzada o una prueba de derrota social para examinar cómo los animales usan estrategias de afrontamiento para lidiar con el estrés. Rataslos que hacen frente de manera más pasiva son más vulnerables a los efectos del estrés porque también exhiben más comportamientos de tipo ansioso y depresivo, mientras que las ratas que hacen frente de manera más activa son resistentes a los efectos del estrés social. Según estas evaluaciones, los investigadores clasificaron a los animalescomo vulnerable o resistente.
El equipo de estudio luego analizó los microbiomas fecales de ratas vulnerables, ratas resistentes, un grupo de control no estresado y un grupo placebo. Descubrieron que las ratas vulnerables tenían mayores proporciones de ciertas bacterias, como Clostridia, que los otros grupos.
Luego realizaron trasplantes fecales de tres grupos de donantes: ratas vulnerables, ratas resistentes o ratas no estresadas de control, en ratas ingenuas, animales que no habían sido estresados. Descubrieron que diferentes microbiomas cambiaron el comportamiento depresivo.los trasplantes de ratas vulnerables tenían más probabilidades de adoptar comportamientos depresivos, mientras que las ratas que recibieron trasplantes de animales resistentes o animales no estresados no mostraron ningún cambio en el comportamiento o en las medidas neurales. Los patrones de procesos inflamatorios cerebrales en los receptores también se parecían a los observados enlos cerebros de animales vulnerables, lo que sugiere que los efectos inmunomoduladores de las bacterias intestinales como Clostridia pueden haber promovido esa inflamación. Sin embargo, los trasplantes no cambiaron significativamente el comportamiento similar a la ansiedad.
El hallazgo de que los trasplantes intestinales de ratas vulnerables aumentaron el comportamiento de tipo depresivo pero no el comportamiento de tipo de ansiedad en receptores no estresados puede señalar diferentes mecanismos. Los autores dijeron que esta diferencia sugiere que los comportamientos de tipo depresivo están más regulados por el microbioma intestinal, mientras que los comportamientos de tipo ansiedad están influenciados principalmente por los cambios en la actividad neuronal producidos por la experiencia de estrés.
"Aunque aún queda mucha investigación por hacer, podemos imaginar aplicaciones futuras en las que podríamos aprovechar el conocimiento de las interacciones microbioma-cerebro para tratar los trastornos psiquiátricos humanos", dijo Bhatnagar. "La gente ya está tomando probióticos de venta libre comosuplementos. Si finalmente podemos validar los efectos beneficiosos de comportamiento de bacterias específicas, podríamos preparar el escenario para nuevos tratamientos psiquiátricos ".
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Materiales proporcionados por Hospital de Niños de Filadelfia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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