Los microbios pueden ser la clave para tratar los trastornos neurológicos
Crédito: Pixabay/CC0 Public Domain
Cuando pensamos en las causas de los trastornos neurológicos y cómo tratarlos, pensamos en apuntar al cerebro. Pero, ¿es esta la mejor o la única manera? Tal vez no. Una nueva investigación realizada por científicos del Baylor College of Medicine sugiere que los microbios en el intestino pueden contribuir a ciertos síntomas asociados con trastornos neurológicos complejos. Los hallazgos, publicados en la revista Cell, también sugieren que las terapias inspiradas en microbios algún día podrían ayudar a tratarlos.
Dra. Mauro Costa-Mattioli, profesor y titular de la Cátedra de neurociencia de la Fundación Cullen y director del Centro de Investigación de la Memoria y el Cerebro en Baylor, descubrió con su equipo que diferentes comportamientos anormales están regulados de manera interdependiente por los genes y el microbioma del huésped. Específicamente, el equipo encontró que en modelos de ratones para trastornos del neurodesarrollo, la hiperactividad está controlada por la genética del huésped, mientras que los déficits en el comportamiento social están mediados por el microbioma intestinal.
Más importante desde una perspectiva terapéutica, encontraron que el tratamiento con un microbio específico que promueve la producción de compuestos de la familia de las biopterinas en el intestino o el tratamiento con una molécula de biopterina metabólicamente activa mejoró el comportamiento social pero no la actividad motora.
«Somos los portadores tanto del huésped como del genes microbianos. Si bien la mayor parte del enfoque ha estado tradicionalmente en los genes del huésped, el microbioma intestinal, la comunidad de microorganismos que viven dentro de nosotros, es otra fuente importante de información genética», dijo Costa-Mattioli.
El El trabajo del grupo de Costa-Mattioli ofrece una forma diferente de pensar sobre los trastornos neurológicos en los que tanto los genes humanos como los microbianos interactúan entre sí y contribuyen a la enfermedad. Sus hallazgos también sugieren que es probable que los tratamientos efectivos deban dirigirse tanto al cerebro como al intestino para abordar completamente todos los síntomas. Además, abren la posibilidad de que otras afecciones complejas, como el cáncer, la diabetes, la infección viral u otros trastornos neurológicos, puedan tener un componente de microbioma.
Diálogo cerebral-intestino-microbioma
» Es muy difícil estudiar estas interacciones complejas en humanos, por lo que en este estudio trabajamos con un modelo de ratón para trastornos del desarrollo neurológico en el que los animales carecían de ambas copias del gen Cntnap2 (ratones Cntnap2-/-)», dijo el coautor principal. Sean Dooling, un doctorado. candidato en genética molecular y humana en el laboratorio Costa-Mattioli. «Estos ratones presentaron déficits sociales e hiperactividad, similares a los observados en los trastornos del espectro autista (TEA). Además, estos ratones, como muchas personas con TEA, también tuvieron cambios en las bacterias que componen su microbioma en comparación con los ratones sin el cambio genético».
Experimentos adicionales demostraron que la modulación del microbioma intestinal mejoró el comportamiento social en los ratones mutantes, pero no alteró su hiperactividad, lo que indica que los cambios en el microbioma contribuyen selectivamente al desarrollo social de los animales. comportamiento.
«Pudimos separar la contribución del microbioma y la de la mutación genética del animal en los cambios de comportamiento», dijo Dooling. «Esto demuestra que el microbioma intestinal no debe ignorarse como una variable importante en el estudio de la salud y la enfermedad».
Equipados con este conocimiento, los investigadores profundizaron en el mecanismo subyacente al efecto del microbioma en la vida social del animal. déficits Con base en su trabajo anterior, los investigadores trataron a los ratones con el microbio probiótico L. reuteri.
«Descubrimos que L. reuteri también puede restaurar el comportamiento social normal pero no puede corregir la hiperactividad en Cntnap2-/- ratones», dijo la coautora, la Dra. Shelly Buffington, ex becaria postdoctoral en el laboratorio Costa-Mattioli y ahora profesora asistente en la rama médica de la Universidad de Texas en Galveston.
Sin embargo, la sorpresa más grande se produjo cuando los investigadores administraron a los ratones asociales un metabolito o compuesto que encontraron que L. reuteri aumentaba en el intestino del huésped. Descubrieron que los déficits sociales de los animales también mejoraron después de tratarlos con el metabolito en lugar de la bacteria.
«Esto nos proporciona al menos dos formas posibles de modular el cerebro desde el intestino, con la bacteria o el metabolito inducido por bacterias», dijo Buffington.
Bacterias para curar su cerebro y más allá
¿Podría este trabajo inspirar nuevos avances en el tratamiento de trastornos neurológicos? Si bien aún es demasiado pronto para decirlo con certeza, los investigadores están particularmente entusiasmados con las implicaciones traslacionales de sus hallazgos». Nuestro trabajo fortalece un concepto emergente de una nueva frontera para el desarrollo de terapias seguras y efectivas dirigidas al microbioma intestinal cepas probióticas de bacterias o productos farmacéuticos inspirados en bacterias», dijo Buffington.
«A medida que aprendamos más sobre cómo funcionan estas bacterias, podremos aprovechar su poder de manera más precisa y efectiva para ayudar a tratar el cerebro y quizás más», añadió Dooling.
Esta investigación representa un importante paso adelante en el campo, ya que muchos trastornos, especialmente los que afectan al cerebro, siguen siendo muy difíciles de tratar.
«A pesar de todos los avances científicos y la promesa de la manipulación de genes, todavía es difícil modular los genes humanos para tratar enfermedades, pero modular nuestro microbioma puede ser una alternativa interesante y no invasiva», dijo Costa-Mattioli. De hecho, L. reuteri se está probando actualmente en un ensayo clínico en Italia en niños con autismo, y Costa-Mattioli pretende comenzar su propio ensayo pronto.
«En mis sueños más locos, nunca podría haber imaginado que los microbios en el intestino podrían modular el comportamiento y la función cerebral. Pensar ahora que las estrategias basadas en microbios pueden ser una forma viable de tratar la disfunción neurológica, todavía es descabellado, pero muy emocionante».
Explore más
El tratamiento basado en microbios revierte los déficits sociales del espectro autista en modelos de ratones Más información: Cell (2021). DOI: 10.1016/j.cell.2021.02.009 Información de la revista: Cell
Proporcionado por Baylor College of Medicine Cita: Los microbios pueden ser la clave para el tratamiento de trastornos neurológicos (10 de marzo de 2021) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-03-microbes-key-neurological-disorders.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.