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Investigadores de la Universidad de Toronto y sus hospitales asociados están descubriendo que los cambios en la microbiota intestinal después de la cirugía bariátrica pueden mejorar directamente el metabolismo, independientemente de la ingesta de alimentos, la pérdida de peso y otros factores metabólicos. Su trabajo en curso, incluido un estudio publicado en la revista Cell Reports Medicine centrado en pacientes que se sometieron a la cirugía, sugiere que las terapias basadas en microbiomas, como los probióticos y los trasplantes de materia fecal, tienen el potencial de mejorar la salud metabólica. Es posible que algún día también reduzcan la necesidad de una cirugía para bajar de peso.

“Sabemos que el microbioma contribuye a las mejoras metabólicas después de la cirugía bariátrica, pero sabemos muy poco sobre cómo”, dijo Johane Allard, médico clínico de University Health Network y profesor de la Facultad de Medicina Temerty de la U of T. “Recientemente hemos demostrado que, sin otros cambios, el microbioma alterado influye en ese resultado e identificamos mecanismos potenciales”. La cirugía bariátrica es la piedra angular del tratamiento de la obesidad grave. Cambia el tamaño y la estructura del sistema digestivo, limitando la cantidad que los pacientes pueden comer y la absorción de nutrientes. Pero también conlleva riesgos para la salud a corto y largo plazo, y en Canadá a menudo le cuesta al sistema de atención médica más de 20.000 dólares por procedimiento. La cirugía también libera hormonas intestinales que mejoran la sensibilidad a la insulina y reducen el apetito, y altera la composición y función de la microbiota intestinal, cambios que han sorprendido y dejado perplejos a los médicos, ya que el número anual de procedimientos en todo el mundo ha superado el medio millón.

Los investigadores han tratado de comprender cómo (y en qué medida) estos cambios bioquímicos adicionales contribuyen a las mejoras metabólicas y la pérdida de peso, con miras a nuevos tratamientos. Pero los estudios sobre cambios relacionados con la microbiota que podrían aprovecharse como terapias ampliamente efectivas se han visto obstaculizados por grandes diferencias en la microbiota intestinal entre los individuos. El reciente estudio preclínico soluciona ese problema mediante trasplantes de materia fecal emparejados. El equipo de Toronto transfirió materia fecal de cuatro personas a ratones, antes y después de que los participantes humanos se sometieran a una cirugía bariátrica. El equipo alimentó a ambos grupos de ratones con la misma dieta occidental rica en grasas en una instalación libre de gérmenes y luego observó los efectos durante varias semanas.

Los ratones que recibieron el trasplante posquirúrgico mostraron un control del azúcar en sangre y una sensibilidad a la insulina mucho mejores que los receptores previos a la cirugía, lo que sugiere un papel importante del microbioma en la mejora del metabolismo, a pesar de que no hubo cambios en el peso corporal. Los participantes humanos del estudio también se volvieron más sensibles a la insulina y perdieron peso, como se esperaba. Sin embargo, menos esperado fue un aumento en la masa y gasto de energía en grasa parda entre los ratones que recibieron el trasplante posquirúrgico.

“Nos sorprendieron mucho los datos del tejido adiposo pardo”, dijo Dana Philpott, co-investigadora principal del estudio y profesora de inmunología en Temerty Medicine. “Pensamos que si analizábamos el tejido adiposo normal [grasa blanca], podríamos ver una disminución de la grasa o una capacidad de metabolizar mejor, pero el hallazgo fue muy específico de la grasa parda”. El calor fue una de las primeras pistas de que algo interesante estaba sucediendo en la grasa parda, que desempeña un papel en la regulación de la temperatura corporal. “Cuando colocamos por primera vez a los ratones trasplantados después de la cirugía en las jaulas metabólicas, notamos que generaban más calor”, dijo Jitender Yadav, investigador postdoctoral en el laboratorio Philpott y coautor del estudio. “También notamos en parte de la literatura que la cirugía bariátrica en ratones aumenta el tejido adiposo pardo y el gasto de energía, y en nuestro estudio pudimos ver un efecto similar simplemente transfiriendo el microbioma posterior a la cirugía”.

Además, el equipo encontró marcadores bioquímicos y transcripcionales de inflamación reducida en la grasa blanca de ratones posoperados, otro signo de mejora de la salud metabólica. Para buscar cambios relacionados con la microbiota que pudieran explicar todas estas mejoras metabólicas, los investigadores estudiaron y compararon metabolitos en muestras de heces de ratones antes y después de la cirugía. Encontraron aumentos en los metabolitos del triptófano, ácidos grasos de cadena corta y acilcarnitinas, y disminuciones en los aminoácidos, el ácido orgánico y el ácido láctico, todos correlacionados con una mejor salud metabólica. Esos cambios en los metabolitos fueron consistentes en todos los ratones posoperados, a pesar de las variaciones en los constituyentes de su microbiota y en la microbiota de los cuatro pacientes. “La composición bacteriana de la microbiota no fue significativa”, dijo Yadav. “Ahora pensamos que las terapias basadas en microbiomas que inducen la combinación adecuada de metabolitos, como prebióticos y probióticos, cambios en la dieta y trasplantes de materia fecal, podrían ser una terapia eficaz para mejorar el metabolismo y la pérdida de peso”.

El coinvestigador principal Herbert Gaisano, científico clínico del Instituto de Investigación del Hospital General de Toronto y profesor del departamento de medicina de Temerty Medicine, tiene como objetivo estudiar cómo funcionan estos metabolitos. Gaisano y su equipo, incluidos los coautores del estudio actual, Tao Liang y Tairan Qin, analizarán los metabolitos en muestras de tejido humano de grasa e hígado, obtenidas durante la cirugía bariátrica. El laboratorio Philpott también continúa estudiando los metabolitos en la descendencia de los ratones del estudio y esperan replicar sus resultados con un mayor número de pacientes en algún momento. En términos más generales, Yadav dijo que el estudio debería ayudar a alejar el campo de la investigación del microbioma de un enfoque de larga data en las bacterias. “Una conclusión es que la cantidad y el tipo de bacteria no siempre importan”, afirmó. “Son los metabolitos que producen y que se absorben posteriormente los que pueden influir en la salud”.

Fuente: https://medicalxpress.com

Referencia: Yadav J, Liang T, Qin T, et al. Gut microbiome modified by bariatric surgery improves insulin sensitivity and correlates with increased brown fat activity and energy expenditure. Cell Rep Med. 2023 May 16;4(5):101051.