Los científicos de la Universidad de Harvard han identificado una nueva conexión entre el intestino y el cerebro en la enfermedad neurodegenerativa esclerosis lateral amiotrófica (ELA), según publican en la revista ‘Nature’.
Los investigadores encontraron que en ratones con una mutación genética común de la ELA, cambiar el microbioma intestinal usando antibióticos o trasplantes fecales podría prevenir o mejorar los síntomas de la enfermedad.
Los hallazgos proporcionan una explicación potencial de por qué solo algunas personas portadoras de la mutación desarrollan ELA. También apuntan a un posible enfoque terapéutico basado en el microbioma.
«Nuestro estudio se centró en el gen mutado más comúnmente en pacientes con ELA. Hicimos el descubrimiento notable de que el mismo modelo de ratón, con genética idéntica, tuvo resultados de salud sustancialmente diferentes en nuestras diferentes instalaciones de laboratorio», explica Kevin Eggan, profesor de Harvard de células madre y biología regenerativa.
«Rastreamos los diferentes resultados hasta distintas comunidades microbianas intestinales en estos ratones, y ahora tenemos una hipótesis intrigante de por qué algunos individuos que portan esta mutación desarrollan ELA, mientras que otros no», relata.
Los ratones tuvieron una respuesta inmune hiperactiva
Los investigadores inicialmente estudiaron la mutación genética de ELA mediante el desarrollo de un modelo de ratón en su laboratorio de Harvard. Los ratones tuvieron una respuesta inmune hiperactiva, incluyendo inflamación en el sistema nervioso y el resto del cuerpo, lo que condujo a una vida útil más corta.
Para realizar experimentos más detallados, también desarrollaron el modelo de ratón en sus instalaciones de laboratorio en el Broad Institute, donde Eggan es el director de biología de células madre en el Centro Stanley de Investigación Psiquiátrica. Inesperadamente, aunque los ratones tenían la misma mutación genética, sus resultados de salud fueron dramáticamente diferentes.
«Muchas de las características inflamatorias que observamos de manera constante y repetida en nuestros ratones de las instalaciones de Harvard no estaban presentes en los ratones de las instalaciones de Broad. Aún más sorprendente, los ratones de las instalaciones de Broad sobrevivieron hasta la vejez –reconoce Aaron Burberry, becario postdoctoral en el laboratorio de Eggan y autor principal del estudio–. Estas observaciones despertaron nuestro esfuerzo por comprender qué podrían estar contribuyendo los dos entornos diferentes a estos resultados diferentes».
Buscando las diferencias ambientales entre los ratones, los investigadores se centraron en el microbioma intestinal. Al utilizar la secuenciación de ADN para identificar las bacterias intestinales, los investigadores encontraron microbios específicos que estaban presentes en los ratones de las instalaciones de Harvard pero ausentes en los ratones de las instalaciones de Broad, a pesar de que las condiciones de laboratorio estaban estandarizadas entre las instalaciones.
Los investigadores identificaron una conexión importante entre el intestino y el cerebro
«En este punto, nos acercamos a la comunidad científica más amplia, porque muchos grupos diferentes han estudiado el mismo modelo genético de ratón y observado resultados diferentes –apunta Burberry–. Recogemos muestras de microbiomas de diferentes laboratorios y las secuenciamos. En instituciones a cientos de millas de distancia, microbios intestinales muy similares se correlacionaron con la extensión de la enfermedad en estos ratones».
Luego, los investigadores probaron formas de cambiar el microbioma y mejorar los resultados para los ratones de las instalaciones de Harvard. Al tratar los ratones de las instalaciones de Harvard con antibióticos o trasplantes fecales de los ratones de las instalaciones de Broad, los investigadores disminuyeron con éxito la inflamación.
Al investigar la conexión entre los factores genéticos y ambientales en la ELA, los investigadores identificaron una conexión importante entre el intestino y el cerebro. El microbioma intestinal podría influir en la gravedad de la enfermedad, ya sea que las personas con la mutación genética desarrollen ELA, la condición de demencia frontotemporal liberada o no presenten síntomas, y podría ser un objetivo potencial para la terapia.
«Nuestro estudio proporciona nuevos conocimientos sobre los mecanismos subyacentes a la ELA, incluida la forma en que la mutación genética de la ELA más común contribuye a la inflamación neural –resume Eggan–. El eje intestino-cerebro ha sido implicado en una variedad de afecciones neurológicas, incluida la enfermedad de Parkinson y la enfermedad de Alzheimer. Nuestros resultados agregan peso a la importancia de esta conexión».
