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Un estudio en ratones ha descubierto que los diez billones de bacterias que viven en su sistema digestivo pueden moldear su metabolismo, así como influir directamente en los procesos biológicos, desde las deposiciones hasta el comportamiento.

Investigadores del Laboratorio de Inmunología de las Mucosas de Daniel Mucida en la Universidad Rockefeller, han identificado un tipo particular de neurona intestinal que controla los niveles de azúcar en sangre, lo que influye en el apetito. Los hallazgos, “Las neuronas entéricas CART+ moduladas por microbiota regulan de forma autónoma la glucosa en sangre”, publicados en la revista Science, podrían tener implicaciones para el tratamiento de trastornos metabólicos como la obesidad y la diabetes, que están estrechamente relacionados con los niveles de glucosa en la sangre y se han relacionado a cambios en la composición de la microbiota intestinal.

«Sabemos que los microbios en el intestino pueden producir metabolitos que imitan a los neurotransmisores y son detectados por las neuronas entéricas. Ahora estamos comenzando a encontrar conexiones directas entre la actividad microbiana y el comportamiento del huésped, como comer. Es un papel notable para estos organismos», explicó. Mucida.

El trabajo fue dirigido por Paul Muller, un estudiante recién graduado en el laboratorio de Mucida, Fanny Matheis, otra estudiante graduada de Mucida, y Marc Schneeberger Pané, un becario postdoctoral en el Laboratorio de Genética Molecular de Jeffrey Friedman. El intestino está enredado por neuronas, en la medida en que puede considerarse un sistema nervioso por derecho propio, tan sofisticado que a veces se lo denomina «segundo cerebro». Estas neuronas ayudan con la digestión y la motilidad al vigilar de cerca una variedad de señales moleculares, la mayoría de las cuales se cree que provienen de nuestra dieta o de microbios que llaman hogar al intestino.

Sin embargo, estos microbios no se distribuyen uniformemente por todo el tracto digestivo. El segmento inicial, conocido como duodeno, alberga relativamente pocos microbios, mientras que el final, el colon, contiene la gran mayoría. Mucida y sus colegas han descubierto que lo mismo ocurre con las neuronas intestinales, y un análisis basado en los tipos de proteínas producidas en cada segmento del intestino del ratón ha revelado que las neuronas de hecho realizan diferentes funciones dependiendo de dónde se encuentren.

En ratones libres de gérmenes, criados en condiciones estériles para evitar la colonización con microbios, el gradiente disminuyó: la cantidad de neuronas en regiones más altas en microbios se asemejaba a la del duodeno escasamente microbianamente en estas circunstancias. Estos hallazgos sugieren que los microbios son, en gran parte, responsables de las diferencias regionales de las neuronas.

Para probar esta idea, el equipo de Mucida trató ratones con antibióticos y descubrió que al reducir la cantidad de bacterias también causaban una caída en la cantidad de neuronas en todo el intestino, un efecto que finalmente desapareció después de suspender los antibióticos. Las neuronas ubicadas cerca del final de los intestinos se vieron particularmente afectadas por el tratamiento, lo que sugiere que pueden depender especialmente de los microbios. Los experimentos también mostraron que esta pérdida de neuronas estaba mediada por la expresión neuronal de una vía sensorial inflamatoria que previamente se había demostrado que controlaba la pérdida de neuronas durante la infección intestinal.

Sin embargo, los investigadores aún no sabían qué papel juegan estas neuronas reguladas por microbios en el cuerpo. Como resultado, diseñaron a los ratones de tal manera que pudieran manipular selectivamente el subconjunto de neuronas en el íleon y el colon a voluntad. Para su sorpresa, vieron que el apetito de los ratones disminuía cuando se activaban las neuronas, mientras que su nivel de azúcar en sangre aumentaba; la eliminación de las mismas neuronas tenía el efecto contrario. En los ratones que perdieron este subconjunto de neuronas, no hubo cambios en los niveles de azúcar en sangre en respuesta a los antibióticos.

«Fue totalmente inesperado descubrir que solo controlar una pequeña proporción de neuronas en el intestino podría tener un impacto tan dramático en el metabolismo del ratón», agregó Muller. «Este mecanismo de regulación de la glucosa en sangre parece actuar independientemente del cerebro, a través de una línea directa de comunicación entre el intestino, el páncreas y el hígado, un hallazgo con posibles implicaciones terapéuticas para las enfermedades metabólicas», concluyó Matheis.

Fuente: https://www.bariatricnews.net

Referencia: Muller PA, Matheis F, Schneeberger M, et al. Microbiota-modulated CART + enteric neurons autonomously regulate blood glucose. Science. 2020 Aug 27;eabd6176.