Las infecciones bacterianas perturban a las moscas’ Sentido del olfato
ARRIBA: ISTOCK.COM, VASEKK
Cuando alguien se intoxica con alimentos, puede pasar un tiempo antes de que quiera volver a comer lo que lo enfermó, y lo mismo es cierto para moscas de la fruta (Drosophila melanogaster). En un estudio publicado hoy (21 de julio) en Nature, los investigadores determinaron que después de una infección bacteriana en el intestino, las células gliales y las neuronas en el cerebro de la mosca se comunican en un manera que aprieta el olfato y protege a los animales de volver a comer el patógeno.
Estos autores desentrañaron un mecanismo que a nivel genético, neuronal y orgánico conecta las bacterias en el intestino hasta el comportamiento, dice Ilona Grunwald Kadow, neurocientífico de la Universidad Técnica de Munich que no participó en el estudio. Puede ser una de las formas fundamentales en que los microorganismos buenos o malos en nuestro intestino impactan en nuestros cerebros.
Heinrich Jasper de Genentech sabía por trabajos anteriores que las moscas envejecidas experimentan un gran aumento en la inflamación. En el intestino, por ejemplo, hay una acumulación de daño epitelial causado por la disbiosis bacteriana, una perturbación de la microbiota comensal a medida que cambia con la edad, lo que conduce a la liberación de citocinas inflamatorias y podría estar relacionado con la neurodegeneración, explica. Un estudio de 2018 del grupo Grunwald Kadows, que mostró, entre otras cosas, que las moscas de la fruta pierden el sentido del olfato con la edad, parecía un buen sistema para que el grupo Jaspers lo usara para evaluar si la inflamación intestinal relacionada con la edad afecta o no al cerebro. . Además, trabajos anteriores habían demostrado que la pérdida de la capacidad del olfato puede ser un signo temprano de neurodegeneración en las personas.
Jasper y sus colegas comenzaron reproduciendo los hallazgos publicados y confirmaron que la percepción olfativa en la mosca disminuye con la edad. Luego, se preguntaron si la perturbación de los procesos inflamatorios en el epitelio intestinal sería suficiente para inducir ese cambio en las moscas jóvenes.
En los animales jóvenes, este es un mecanismo de protección. . . eso les permite básicamente evitar la comida que contiene estas bacterias.
Heinrich Jasper, Genetech
Los investigadores dieron a las moscas jóvenes la posibilidad de elegir entre comida normal y comida que contenía un patógeno intestinal no letal (Erwinia carotovora carotovora 15). Los animales eligieron la comida con bacterias, a menos que hubieran sido previamente infectados con el microbio, en cuyo caso mostraron una fuerte preferencia por la comida normal. Determinaron que después de la infección, las moscas eran menos hábiles para detectar olores atractivos y aversivos, lo que indica que el cambio en la preferencia por la comida contaminada con bacterias se debió a una disminución transitoria del olfato.
Nos dimos cuenta bastante rápidamente que esta disminución o este cambio en la percepción olfativa también debe ser un proceso adaptativo en animales jóvenes, donde la inflamación intestinal ocurre naturalmente después de la ingestión de enteropatógenos, dice Jasper.
Una vez que el equipo descubrió qué citoquinas eran liberadas por las tripas infectadas, podrían adivinar qué vías podrían verse afectadas. Una de las principales candidatas fue la vía de señalización JAK-STAT, conocida por transmitir señales entre células, como las de las citoquinas, para controlar la expresión génica posterior en una variedad de contextos, incluida la proliferación celular y la inflamación. Muchos aspectos de la ruta se conservan funcionalmente entre Drosophila y los mamíferos. Cuando observaron, los investigadores encontraron que el cambio en el olfato se ve facilitado por el aumento de la señalización JAK-STAT desencadenada por citoquinas inflamatorias del intestino después de una infección bacteriana.
En este caso, las células gliales en el bulbo olfativo, pero no las neuronas, activaron STAT, lo que provocó un cambio en la expresión de los genes implicados en el metabolismo del lactato, mostraron los autores. La glía normalmente sirve como soporte metabólico para las neuronas, asegurando que las neuronas tengan las moléculas que necesitan para funcionar. Hay un cierre transitorio de la lanzadera de lactato y una acumulación de lípidos en la glía, lo que impide el olfato, pero eso se restablece una vez que la inflamación retrocede, explica Jasper.
La investigación olfativa es muy bienvenida porque revela una un poco más de cómo construimos nuestra realidad y cómo, en muchos casos, las condiciones patológicas distorsionan esa realidad, escribe en un correo electrónico Edgar Soria-Gmez, neurocientífico de la Universidad del País Vasco en España que no participó en el trabajo. a The Scientist. Otro próximo paso sería explorar si se activan vías similares durante infecciones virales o infecciones con otras especies de bacterias, agrega. En cualquier caso, estos resultados resaltan maravillosamente la intensa interconexión entre los diferentes sistemas del cuerpo.
Vías paralelas en el envejecimiento
El equipo de Jaspers encontró que la inflamación relacionada con la edad en el intestino también desencadena el mismo vía JAK-STAT desde el intestino hasta la glía, lo que conduce a cambios permanentes en el olfato en moscas envejecidas.
En los animales jóvenes, este es un mecanismo de protección. . . eso les permite básicamente evitar los alimentos que contienen estas bacterias, dice Jasper. Pero en el envejecimiento, a medida que se establece la disbiosis microbiana, hay una respuesta inflamatoria crónica del epitelio en las moscas viejas, que luego conduce a la liberación crónica de estas citocinas inflamatorias, [y] a la activación crónica de la señalización JAK-STAT en la glía, explica. .
Una de las preguntas abiertas, según Grunwald Kadow, es qué tan conservada está la vía en otros animales y cómo la inflamación se conecta con la neurodegeneración, una de las preguntas originales de Jaspers. Si es cierto que tener [un cierto] microbioma desencadena mecanismos similares a los del envejecimiento, dice, ¿sería también una explicación de por qué algunas personas contraen enfermedades neurodegenerativas antes que otras?
Corrección (22 de julio): La historia se ha actualizado para indicar que el transbordador de lactato está regulado al alza, no cerrado como se escribió originalmente. El Científico lamenta el error.