Este trabajo abre la puerta a nuevos estudios de los microbiomas en al menos dos direcciones. En primer lugar, determinar cómo las diferencias entre las comunidades microbianas asociadas a un animal da lugar a diferencias en el comportamiento, y segundo, explorar las contribuciones de los microbios durante períodos específicos del desarrollo en el animal. El poder la microbiología.

La microbiota intestinal a menudo coloniza a sus anfitriones los primeros años de vida, ya sea durante el embarazo o después del nacimiento, y desempeñan un papel integral en la salud de los organismos en desarrollo. Las investigaciones anteriores han demostrado que las bacterias afectan el desarrollo de la función del hígado, las células epiteliales para la protección del tejido subyacente digestivo, la regulación intestinal y el crecimiento de nuevos vasos sanguíneos capilares. Incluso se han vinculado al desarrollo del obesidad. Pero esta es la primera vez que la flora intestinal se han relacionado con el desarrollo del cerebro y el comportamiento.

Es conocido que numerables infecciones microbianas pueden traer trastornos del desarrollo neurológico, incluyendo el autismo y la esquizofrenia. Y también se conoce que en los roedores infectados por patógenos microbianos antes y después del nacimiento muestran anomalías en el comportamiento, tales como la ansiedad y la función cognitiva. Esto llevó a los neurobiólogos del Instituto Karolinska en Suecia a preguntarse si los microrganismos residentes en el igualmente pueden influir en el desarrollo del cerebro.

Los investigadores probaron esta hipótesis en ratones libres de gérmenes y ratones con la microbiota intestinal normal mediante el seguimiento de sus movimientos a través del espacio abierto. También evaluaron la ansiedad de los dos grupos en dos clásicas pruebas de comportamiento de roedores – la caja de luz-oscuridad y el laberinto elevado.

Los ratones libres de gérmenes parecían ser más exploratorio que los ratones con la microbiota normal, de aventurarse más lejos y con más zonas del espacio. Los ratones libres de gérmenes también pasaron más tiempo en la luz y corrieron mayores riesgos en los comportamentos en el laberinto, lo que indica que sufrieron menos ansiedad que sus contrapartes lleno de microbios.

El equipo entonces infectaron ratones libres de gérmenes con la microbiota intestinal normal al nacer para comprobar si la flora intestinal podría alterar la actividad de los ratones y los niveles de ansiedad. Efectivamente, los ratones recién infectados pasaron menos tiempo a explorar y participar en conductas de riesgo, como los ratones normales en los experimentos iniciales. Los resultados apoyan el argumento de que los microorganismos pueden afectar el cerebro y el comportamiento cuando se presentan a tiempo en el desarrollo.

¿Debemos empezar a considerar la posibilidad de que el microbioma y/o su composición puede contribuir a los problemas psiquiátricos?

Mirando más de cerca los efectos de la flora intestinal en el cerebro, los investigadores encontraron que los ratones libres de gérmenes tenían menores tasas de rotación de ciertos neurotransmisores en el estriado, la parte del cerebro involucrada en la regulación de la función motora y cognitiva, que en los ratones con microbiota intestinal normal. También se observaron diferencias en los niveles de las principales proteínas sinápticas relacionadas y las moléculas de señalización implicadas en la comunicación del sistema nervioso central.

“Todo esto significa que ha habido una adaptación evolutiva de las interacciones anfitrión-microbio con el órgano más complejo del cuerpo, el cerebro,” dijeron loa autores.

Los científicos subrayan que hay todavía muchas preguntas sin respuesta y se necesita más investigación para entender las implicaciones generales de la investigación. Por ejemplo, el estudio no distinguió los efectos de los microbios de herencia materna, de los adquiridos poco después del nacimiento. Tampoco es claro si los microbios que residen en otros hábitats del organismo (como los situados en la nariz, las orejas, la boca o la vagina) están jugando un papel,

Los colegas esperan identificar cual parte de la microbiota intestinal está afectando el desarrollo del cerebro y el comportamiento. También planean identificar qué células cerebrales están respondiendo, y trabajar en los detalles de las vías de señalización que permiten a la microbiota comunicarse con el cerebro.

La microbiota intestinal influye en muchos aspectos de nuestra biología, como el metabolismo y la función inmune. No debemos encontrar estos sorprendentes resultados, sino más bien crear buena adición la teoría de los hologenomas que plantea que no solo somos el genoma que portamos cada individuo sino también la suma de todos los microorganismos que componen ese individuo, ya sea una planta, un insecto, un ratón o un ser humano. El poder de la microbiología ahora aplicado a la neurobiología.

Referencia

Heijtz RD, Wang S, Anuar F, Qian Y, Björkholm B, Samuelsson A, Hibberd ML, Forssberg H, Pettersson S. Normal gut microbiota modulates brain development and behavior, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2011, doi/10.1073/pnas.1010529108.

El aumento progresivo de las alergias en los últimos decenios se atribuye a menudo a una creciente tendencia a mantener a los niños demasiado limpios – una teoría conocida como la hipótesis de la higiene (ver “Ensuciarse hace bien“). Según esta teoría, la exposición de los niños pequeños a condiciones ambientales con microbios presentes le permite, al sistema inmunitario en desarrollo, tolerar los microbios y alérgenos más tarde en la vida.

Los estudios han demostrado, por ejemplo, que los niños criados en granjas, a donde abundan los microbios, desarrollan menos alergias que aquellos niños que viven en las ciudades o en regiones rurales no agrícolas. Curiosamente no solo la exposición de los niños cuenta, pues los hijos de madres que vivieron en el campo también eran menos susceptibles a las alergias, independientemente de su propia exposición.

Este curioso fenómeno es todavía un misterio y los colegas de la Universidad de Marburg (Alemania) realizaron estudios en ratones para dar pistas de las razones de esta protección.

Según el nuevo estudio realizado por Harald Renz y sus colegas en ratonas embarazadas expuestas a inhalaciones de microbios de corral dieron a luz a crías más resistentes a las alergias. La exposición provocó una respuesta inflamatoria leve en las madres, que se caracteriza por el aumento en la expresión de los receptores (TLR) y la producción de moléculas inmunes llamadas citocinas. Los TLR maternos son esenciales para la transmisión de la protección, pero ¿cómo las señales de TLR se traducen en resistencia a las alergias en las crías aún no se conoce. También queda por ver si la protección se aplica a una amplia gama de alérgenos, incluyendo los que se encuentran en los alimentos.

Referencias

1. Conrad, M.L., et al. Maternal TLR signaling is required for prenatal asthma protection by the nonpathogenic microbe Acinetobacter lwoffii F78. J. Exp. Med., 2009; DOI: 10.1084/jem.20090845
2. Holt, P.G., and D.H. Strickland. Soothing signals: transplacental transmission of resistance to asthma and allergy. J. Exp. Med., 2009; DOI: 10.1084/jem.20092469