Imagen. Buffington et al. Fuente: Cell.
La ausencia de una especie específica de bacterias intestinales provoca déficits sociales en ratones, según informan investigadores del Baylor College of Medicine (Houston, EE.UU.) en la revista Cell.
Mediante la adición de esta especie de bacterias a los intestinos de los ratones afectados, los investigadores fueron capaces de revertir algunos de sus déficits conductuales, que son una reminiscencia de los síntomas de los trastornos del espectro autista (TEA) en los seres humanos.
Los investigadores pretenden ahora explorar los efectos de los probióticos en los trastornos del neurodesarrollo, informa la nota de prensa de Cell Press, recogida por EurekAlert!
"Otros grupos de investigación están tratando de utilizar fármacos o estimulación eléctrica del cerebro como forma de revertir algunos de los síntomas de comportamiento asociados con trastornos del desarrollo neurológico; pero aquí tenemos, tal vez, un nuevo enfoque", dice el autor principal, Mauro Costa-Mattioli, neurocientífico de Baylor. "Si será eficaz en seres humanos, no lo sabemos todavía, pero es una forma muy interesante intervenir en el cerebro desde el intestino."
La inspiración para el artículo llegó a partir de estudios epidemiológicos en humanos que han encontrado que la obesidad materna durante el embarazo podría aumentar el riesgo de desarrollar trastornos del desarrollo neurológico, entre ellos trastornos del espectro autista infantil. Además, algunas personas con TEA también informan de problemas gastrointestinales recurrentes.
Como también hay nuevas investigaciones que muestran cómo la dieta puede cambiar el microbioma intestinal y cómo los microbios intestinales pueden influir en el cerebro, Costa-Mattioli y sus co-autores sospecharon que podría haber una conexión.
Dieta alta en grasas
Para empezar, los investigadores alimentaron a aproximadamente 60 ratones hembra con una dieta alta en grasa que era el equivalente aproximado a comer consistentemente comida rápida varias veces al día. Cruzaron a los ratones y esperaron a que tuvieran crías.
La descendencia se quedó con su madre durante tres semanas y luego fueron destetados a una dieta normal. Después de un mes, estas crías mostraron anomalías de comportamiento, tales como pasar menos tiempo en contacto con sus compañeros y no iniciar interacciones.
"En primer lugar queríamos ver si había una diferencia en el microbioma entre los hijos de madres de ratones alimentados con una dieta normal frente a los de las madres alimentadas con una dieta alta en grasas. Por lo tanto, se utilizó la secuenciación del gen ARN ribosomal 16S para determinar la composición bacteriana de su intestino. Encontramos una clara diferencia entre la microbiota de los dos grupos", dice la autora Shelly Buffington, estudiante postdoctoral en el laboratorio de Costa-Mattioli. "Los datos de secuenciación era tan consistentes que mirando el microbioma de un ratón individual podíamos predecir si su comportamiento era deficiente."
Buffington estudió luego si las diferencias específicas en el microbioma eran factores causales subyacentes de las deficiencias sociales de los hijos de madres alimentadas con una dieta alta en grasas. Debido a que los ratones comen las heces de los demás, los investigadores mantuvieron a los animales juntos para que adquirieran la microbiota de sus compañeros de jaula.
Mediante la adición de esta especie de bacterias a los intestinos de los ratones afectados, los investigadores fueron capaces de revertir algunos de sus déficits conductuales, que son una reminiscencia de los síntomas de los trastornos del espectro autista (TEA) en los seres humanos.
Los investigadores pretenden ahora explorar los efectos de los probióticos en los trastornos del neurodesarrollo, informa la nota de prensa de Cell Press, recogida por EurekAlert!
"Otros grupos de investigación están tratando de utilizar fármacos o estimulación eléctrica del cerebro como forma de revertir algunos de los síntomas de comportamiento asociados con trastornos del desarrollo neurológico; pero aquí tenemos, tal vez, un nuevo enfoque", dice el autor principal, Mauro Costa-Mattioli, neurocientífico de Baylor. "Si será eficaz en seres humanos, no lo sabemos todavía, pero es una forma muy interesante intervenir en el cerebro desde el intestino."
La inspiración para el artículo llegó a partir de estudios epidemiológicos en humanos que han encontrado que la obesidad materna durante el embarazo podría aumentar el riesgo de desarrollar trastornos del desarrollo neurológico, entre ellos trastornos del espectro autista infantil. Además, algunas personas con TEA también informan de problemas gastrointestinales recurrentes.
Como también hay nuevas investigaciones que muestran cómo la dieta puede cambiar el microbioma intestinal y cómo los microbios intestinales pueden influir en el cerebro, Costa-Mattioli y sus co-autores sospecharon que podría haber una conexión.
Dieta alta en grasas
Para empezar, los investigadores alimentaron a aproximadamente 60 ratones hembra con una dieta alta en grasa que era el equivalente aproximado a comer consistentemente comida rápida varias veces al día. Cruzaron a los ratones y esperaron a que tuvieran crías.
La descendencia se quedó con su madre durante tres semanas y luego fueron destetados a una dieta normal. Después de un mes, estas crías mostraron anomalías de comportamiento, tales como pasar menos tiempo en contacto con sus compañeros y no iniciar interacciones.
"En primer lugar queríamos ver si había una diferencia en el microbioma entre los hijos de madres de ratones alimentados con una dieta normal frente a los de las madres alimentadas con una dieta alta en grasas. Por lo tanto, se utilizó la secuenciación del gen ARN ribosomal 16S para determinar la composición bacteriana de su intestino. Encontramos una clara diferencia entre la microbiota de los dos grupos", dice la autora Shelly Buffington, estudiante postdoctoral en el laboratorio de Costa-Mattioli. "Los datos de secuenciación era tan consistentes que mirando el microbioma de un ratón individual podíamos predecir si su comportamiento era deficiente."
Buffington estudió luego si las diferencias específicas en el microbioma eran factores causales subyacentes de las deficiencias sociales de los hijos de madres alimentadas con una dieta alta en grasas. Debido a que los ratones comen las heces de los demás, los investigadores mantuvieron a los animales juntos para que adquirieran la microbiota de sus compañeros de jaula.
Imagen: Unsplash. Fuente: Pixabay.
Bacterias concretas
Cuando los ratones de tres semanas de edad con problemas sociales nacidos de madres con una dieta alta en grasas se emparejaban con ratones normales, se observó una restauración completa del microbioma intestinal y una mejora del comportamiento en un plazo de cuatro semanas.
Los investigadores concluyeron que una o más especies de bacterias beneficiosas pueden ser importantes para el comportamiento social normal. Experimentos de trasplante fecal en ratones sin microbiota (ratones libres de gérmenes) proporcionaron evidencia causal de que una ecología microbiana desequilibrada en los ratones nacidos de madres con una dieta alta en grasas es responsable de sus déficits sociales.
Los investigadores querían determinar también las especies de bacterias específicas que podrían estar afectando al comportamiento social de los ratones. La secuenciación de todo el genoma reveló que un tipo de bacterias, Lactobacillus reuteri, se redujo más de nueve veces en el microbioma de los ratones nacidos de madres con dieta alta en grasas.
"Cultivamos una cepa de Lactobacillus (L.) reuteri originalmente aislada de la leche materna humana y la introdujimos en el agua de la descendencia con una dieta alta en grasas. Se encontró que el tratamiento con solo esta cepa bacteriana era capaz de recuperar su comportamiento social", dice Buffington.
Otras conductas relacionadas con los TEA, como la ansiedad, no se recuperaron con la reconstitución de las bacterias. Curiosamente, los autores encontraron que L. reuteri también promovía la producción de la oxitocina, la hormona que une, que se sabe que juega un papel crucial en el comportamiento social y se ha asociado con el autismo en los seres humanos.
Los autores se preguntaron si el circuito de recompensa en los ratones socialmente deficientes estaba también estropeado. "Descubrimos que en la respuesta a la interacción social había una falta de potenciación sináptica en un área de recompensa clave del cerebro, que sí se podía ver en los ratones normales -de control-", dice Costa-Mattiol. "Cuando reintroducíamos las bacterias en los ratones de madres alimentadas con dietas muy grasas, también podíamos restaurar los cambios en la función sináptica del circuito de recompensa."
Los investigadores creen que su trabajo, que utiliza una especie de bacterias humana para mejorar los niveles de oxitocina y tratar los déficits de comportamiento social en ratones, podría aplicarse interviniendo con probióticos en el tratamiento de trastornos del neurodesarrollo en los seres humanos.
Cuando los ratones de tres semanas de edad con problemas sociales nacidos de madres con una dieta alta en grasas se emparejaban con ratones normales, se observó una restauración completa del microbioma intestinal y una mejora del comportamiento en un plazo de cuatro semanas.
Los investigadores concluyeron que una o más especies de bacterias beneficiosas pueden ser importantes para el comportamiento social normal. Experimentos de trasplante fecal en ratones sin microbiota (ratones libres de gérmenes) proporcionaron evidencia causal de que una ecología microbiana desequilibrada en los ratones nacidos de madres con una dieta alta en grasas es responsable de sus déficits sociales.
Los investigadores querían determinar también las especies de bacterias específicas que podrían estar afectando al comportamiento social de los ratones. La secuenciación de todo el genoma reveló que un tipo de bacterias, Lactobacillus reuteri, se redujo más de nueve veces en el microbioma de los ratones nacidos de madres con dieta alta en grasas.
"Cultivamos una cepa de Lactobacillus (L.) reuteri originalmente aislada de la leche materna humana y la introdujimos en el agua de la descendencia con una dieta alta en grasas. Se encontró que el tratamiento con solo esta cepa bacteriana era capaz de recuperar su comportamiento social", dice Buffington.
Otras conductas relacionadas con los TEA, como la ansiedad, no se recuperaron con la reconstitución de las bacterias. Curiosamente, los autores encontraron que L. reuteri también promovía la producción de la oxitocina, la hormona que une, que se sabe que juega un papel crucial en el comportamiento social y se ha asociado con el autismo en los seres humanos.
Los autores se preguntaron si el circuito de recompensa en los ratones socialmente deficientes estaba también estropeado. "Descubrimos que en la respuesta a la interacción social había una falta de potenciación sináptica en un área de recompensa clave del cerebro, que sí se podía ver en los ratones normales -de control-", dice Costa-Mattiol. "Cuando reintroducíamos las bacterias en los ratones de madres alimentadas con dietas muy grasas, también podíamos restaurar los cambios en la función sináptica del circuito de recompensa."
Los investigadores creen que su trabajo, que utiliza una especie de bacterias humana para mejorar los niveles de oxitocina y tratar los déficits de comportamiento social en ratones, podría aplicarse interviniendo con probióticos en el tratamiento de trastornos del neurodesarrollo en los seres humanos.
Referencia bibliográfica:
Buffington et al.: Microbial reconstitution reverses maternal diet-induced social and synaptic deficits in offspring. Cell (2016) DOI: 10.1016/j.cell.2016.06.001.
Buffington et al.: Microbial reconstitution reverses maternal diet-induced social and synaptic deficits in offspring. Cell (2016) DOI: 10.1016/j.cell.2016.06.001.