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¿Es posible que la flora intestinal nos provoque trastornos cerebrales? La ciencia comienza a responder

Las bacterias filamentosas segmentadas en el intestino (verde) sobreestimulan el sistema inmunológico de las ratones embarazadas que tienen una infección, alterando el desarrollo del cerebro del feto. Crédito: Dan Littman, Alice Liang, Doug Wei y Eric Roth

Los científicos están empezando a descubrir cómo el microbioma intestinal puede afectar la salud del cerebro. Eso podría conducir a tratamientos mejores y más fáciles para las enfermedades cerebrales.

La comunidad científica al principio casi se burlaba de aquellos colegas que planteaban que la microbioma intestinal era responsable de algunos trastornos cerebrales, tales como la enfermedad de Parkinson, el autismo, etc. No eran tomados en serio. Pero el transcurrir del tiempo, están apareciendo numerosas evidencias que sugieren que tal “locura” no es tal, hay reales posibilidades que este escenario sea cierto. Efectivamente, hoy, el eje intestino-cerebro es una característica de las principales reuniones de neurociencia. Miles de publicaciones durante la última década han revelado que los billones de bacterias en el intestino podrían tener efectos profundos en el cerebro y podrían estar vinculados a una gran cantidad de trastornos. Financiadores como los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU. Están invirtiendo millones de dólares para explorar la conexión.

En los últimos años, el campo ha logrado avances significativos. En lugar de hablar del microbioma en su conjunto, algunos equipos de investigación han comenzado a profundizar para identificar microbios específicos, trazando un mapa de las vías complejas y, a veces, sorprendentes que los conectan con el cerebro.

Enfermedad de Parkinson

Ya en los inicios de la caracterización de esta enfermedad, en 1817, por el cirujano inglés James Parkinson, quien describió algunos de los primeros casos de «parálisis temblorosa» por lo que se conocería como enfermedad de Parkinson, del cual, un individuo que había desarrollado entumecimiento y sensación de hormigueo en ambos brazos, Parkinson notó que el abdomen del hombre parecía contener una «acumulación considerable». Dosificó al hombre con un laxante, y diez días después sus intestinos estaban vacíos y sus síntomas habían desaparecido. Es interesante señalar que ee conoce actualmente que, algunas personas que desarrollan la enfermedad experimentan estreñimiento mucho antes de desarrollar problemas de movilidad. Y muchos investigadores han adoptado la idea de que la enfermedad comienza en el intestino, al menos en algunos casos.

Para comprender mejor el fenómeno, debemos hablar un poco sobre esta enfermedad: los síntomas característicos de la enfermedad de Parkinson (temblores, rigidez y lentitud de movimiento) aparecen cuando las neuronas responsables de coordinar el movimiento comienzan a morir. No se comprende completamente por qué mueren estas neuronas, pero una proteína conocida como α-sinucleína parece tener un papel clave. En personas con enfermedad de Parkinson, la proteína se pliega incorrectamente. La primera proteína mal plegada hace que más se doblen mal, hasta que comienzan a formarse en el cerebro grupos dañinos conocidos como cuerpos de Lewy.

Sin embargo, ¿cuál es disparador de esta cascada? En 2015, Robert Friedland, neurólogo de la Universidad de Louisville en Kentucky, propuso una nueva teoría. Había leído que las bacterias intestinales pueden producir proteínas que tienen una estructura similar a las proteínas α-sinucleína deformadas, por lo que postuló que las proteínas bacterianas podrían estar proporcionando una plantilla para el plegado incorrecto (Friedland, RP J. Alzheimer’s Dis. 45, 349–362 (2015), por lo cual realizó unos ensayos él y sus colegas, alimentando a ratas con una cepa particular de Escherichia coli que produce una de estas proteínas aglutinantes, llamada curli, en el intestino, y observaron que hubo más acumulación de α-sinucleína en el cerebro de los animales (Chen, SG y col. Sci. Rep. 6, 34477 (2016). El trabajo publicado el año pasado por Mazmanian y su equipo respalda la teoría (Sampson, TR y col. eLife 9, e53111 (2020) de Friedland.

De allí surge una pregunta clave: ¿cómo esa señal en el intestino llega al cerebro? La respuesta comienza a vislumbrarse. En la década de 1970 se aplicaba una terapia común para las úlceras de estómago, la cual consistía en eliminar todo o parte del nervio vago para frenar la producción de ácido en el estómago. Pero en las últimas décadas, los investigadores notaron un efecto secundario extraño: las personas que se habían sometido a este procedimiento parecían ser menos susceptibles a la enfermedad de Parkinson (Svensson, E. et al. Ana. Neurol. 78, 522–529 (2015). Estos resultados sugieren que el conducto probable que une la señal entre el intestino con el cerebro sea el nervio vago, el cual conecta el tronco encefálico con muchos órganos, incluido el colon. Por otra parte, en un estudio en ratones, la inyección de α-sinucleína mal plegada en el intestino de estos animales la produjo en el cerebro. Pero si los investigadores primero extirpaban el nervio vago, no aparecía la α-sinucleína en el cerebro (Kim, S. y col. Neuron 103, 627–641 (2019).

Debido a que las proteínas mal plegadas son un sello distintivo de varias otras afecciones que afectan el cerebro, incluida la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de las neuronas motoras (esclerosis lateral amiotrófica o ELA), Friedland dice que las proteínas bacterianas también podrían estar implicadas en estas enfermedades.

Esclerosis lateral amiotrófica o ELA

Se conoce que algunas personas con la enfermedad ELA progresan lentamente y otras se deterioran rápidamente. Eran Elinav (inmunólogo del Instituto de Ciencias Weizmann en Rehovot, Israel, y del Centro Alemán de Investigación del Cáncer en Heidelberg), se preguntó si el microbioma ayuda a explicar esas diferencias, por lo que él y su equipo comenzaron a trabajar con uno de los modelos de ratón con ELA más comunes. Cuando eliminaron el microbioma con antibióticos o utilizaron ratones que carecían de un microbioma desde el nacimiento, vieron una progresión mucho más rápida de la enfermedad que en los ratones con un microbioma normal (Blacher, E. et al. Nature 572 , 474–480 (2019).

Adicionalmente, el equipo comparó las bacterias intestinales en ratones con ELA con las de sus compañeros de camada sanos y encontró varias especies microbianas que parecían estar relacionadas con la enfermedad. Trasplantaron minuciosamente esas especies, una por una, a otro grupo de ratones sin bacterias intestinales, identificando dos especies que empeoraban los síntomas de ELA y una que parecía mejorarlos.

De allí, los autores del estudio se preguntaron ¿cómo es que esta cepa que solo vive en el intestino impacta de manera tan asombrosa en una enfermedad que se centra en el cerebro? Elinav y su equipo buscaron la posible respuesta y analizaron los metabolitos producidos por el microbio beneficioso y administraron uno, una molécula llamada nicotinamida, también conocida como vitamina B3, a ratones propensos a la ELA. Descubrieron que la molécula ingresó al cerebro y mejoró sus síntomas (Blacher, E. et al. Nature 572, 474–480 (2019).

Ya ha probado la vitamina B3 como tratamiento para la ELA en un pequeño ensayo, aunque una versión combinada con otro compuesto. Lo administraron a participantes con ELA durante cuatro meses. Aquellos en el grupo de tratamiento mostraron alguna mejoría, pero casi todas las personas en el grupo de placebo declinaron en salud (de la Rubia, JE et al. Amiotrofo. Scler lateral. Frontotemp. Degen. 20, 115-122 (2019).

Apenas comienzan a deslumbrarse esta nueva área del conocimiento, donde hay más preguntas que respuestas, pero las potencialidades que encierra vale la pena de investigar al respecto. A pesar que, en estas enfermedades, los investigadores en el campo reconocen que todavía tienen que desarrollar las vías del microbio al cerebro, y mucho más complicado, será validar estos hallazgos animales en humanos y pasar a los ensayos; existe actualmente mucho interés por las empresas. Específicamente en febrero de 2019, Axial Therapeutics en Waltham, Massachusetts, una compañía para desarrollar terapias para enfermedades neurodegenerativas y neuropsiquiátricas, recaudó US $ 25 millones en financiamiento. Otra empresa, Finch Therapeutics en Somerville, Massachusetts, que está desarrollando un fármaco de microbioma oral para el trastorno del espectro autista TEA, anunció en septiembre que había recaudado 90 millones de dólares.

Mucho más detalles sobre el tópico puede ser encontrado en este articulo completo

Nature 590 , 22-25 (2021)

 

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