Los microbios dan forma a los ritmos circadianos en el intestino del ratón

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Los ratones que carecen de su microbiota intestinal pierden los patrones rítmicos en la absorción de grasa que cicla durante el día en ratones con sus microbiomas intactos, informaron los investigadores hoy (26 de septiembre) en Science. El fenómeno es una consecuencia de la influencia de los microbios en la regulación genética del huésped. Los microbios dirigen la actividad de una enzima llamada HDAC3 que, a su vez, influye en la actividad de genes de ratón importantes para el metabolismo y, en última instancia, la absorción de grasas, según el estudio.

Nuestro hallazgo de que la microbiota intestinal programa la la expresión rítmica diaria de las redes metabólicas del intestino delgado revela un papel esencial de la microbiota en la regulación del metabolismo del huésped e indica que el microbioma, el reloj circadiano y el sistema metabólico de los mamíferos han evolucionado estrechamente, escriben los autores en su informe.

Investigaciones anteriores habían demostrado que el intestino tiene un reloj circadiano, procesando los nutrientes de manera diferente según la hora del día. Los investigadores también habían demostrado que el microbioma era importante para este ritmo, ya que eliminarlo también elimina los ciclos diarios de los intestinos.

Para este último estudio, los autores observaron específicamente las diferencias en las células epiteliales intestinales entre ratones. con y sin microbioma. Una diferencia importante fue la producción de HDAC3, una proteína que reprime la actividad génica al extraer los grupos acetilo de las histonas. La presencia del microbioma determinó si HDAC3 se reclutó para los genes objetivo y si esos genes posteriormente tuvieron un ciclo diario de acetilación en las histonas cercanas. La ritmicidad de este proceso también estuvo influenciada por un gen del reloj circadiano conocido en los ratones, lo que demuestra que el microbioma y el huésped sirven como cronometradores intestinales.

HDAC3 también actuó sobre la absorción de grasa al asociarse con otro proteína y manipular la expresión de un gen llamado Cd36, que está involucrado en el transporte de lípidos. Lo hizo directamente, en lugar de a través de la desacetilación de histonas, y en lugar de reprimir la actividad génica, HDAC3 activó Cd36.

Los resultados resaltan cuán entrelazados están los metabolismos de los huéspedes y sus microbiomas. Andrew Gewirtz, microbiólogo e inmunólogo de la Universidad Estatal de Georgia que no participó en el trabajo, le dice a Science News. Es una interacción muy íntima, regulando cosas tan básicas como los ritmos circadianos, lo cual fue toda una sorpresa.

No está claro el mensajero entre los microbios y HDAC3 en el epitelio, ni se sabe aún si esta relación existe en humanos.

Si lo hiciera, la cooperación entre la microbiota y las oscilaciones circadianas en el metabolismo intestinal habría aumentado la ingesta de energía de los alimentos en nuestros antepasados, escriben en un artículo Faraz Bishehsari y Ali Keshavarzian del Centro Médico de la Universidad Rush. comentario adjunto. Esto podría haber sido ventajoso para superar la presión de la escasez de alimentos y una dieta baja en calorías rica en plantas, pero, dicen, en sociedades ricas en alimentos, podría ser contraproducente para la salud humana.

Kerry Grens es editor senior y director de noticias de The Scientist. Envíele un correo electrónico a kgrens@the-scientist.com.