El equipo descubrió que cuando los ratones fueron colonizados con microbios intestinales de personas con TEA, no solo desarrollaron comportamientos parecidos al autismo; también tenían patrones de expresión génica alterados y metabolitos en sus cerebros, en comparación con los ratones que no habían sido colonizados por la bacteria.
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Microbiota intestinal es el término utilizado para describir las comunidades de microorganismos que residen en el intestino humano y, juntos, sus genomas se conocen como microbioma. Estos microbios tienen una relación simbiótica con los humanos, intercambiar condiciones de vida favorables como el calor y la disponibilidad de nutrientes por "ayuda" con la digestión, respuestas del metabolismo y del sistema inmunológico.
En los Estados Unidos, se estima que 1 de cada 59 personas se ven afectadas por el autismo, lo que provoca una serie de dificultades con la comunicación social y comportamientos repetitivos. Muchos estudios han encontrado previamente diferencias en el microbioma intestinal entre personas con y sin autismo.
"Sin embargo, mientras que esta investigación previa identifica asociaciones potencialmente importantes, no puede resolver si los cambios observados en el microbioma son una consecuencia de tener TEA o si contribuyen a los síntomas, "dice el autor del estudio actual, Sarkis Mazmanian, microbiólogo del Instituto de Tecnología de California.
El estudio de Mazmanian y sus colegas respalda el creciente cuerpo de evidencia de un vínculo entre el intestino y el cerebro en el autismo. Si bien los resultados no prueban una relación causal entre las bacterias intestinales y el autismo, sí muestran que la microbiota intestinal puede contribuir a algunas características del trastorno en ratones. También arrojaron luz sobre un mecanismo potencial de los efectos observados en los animales.
"Nuestro estudio muestra que la microbiota intestinal es suficiente para promover comportamientos similares al autismo en ratones. Se necesitan estudios adicionales para abordar el impacto de las bacterias intestinales en los seres humanos". ”Dice el primer autor Gil Sharon.
Para examinar el efecto que el microbioma intestinal puede tener sobre los comportamientos similares al autismo, el equipo utilizó ratones "libres de gérmenes, ”Lo que significa que se habían cultivado en ausencia de microbios y no tenían microbiomas propios.
Las muestras de intestino que contenían microorganismos de niños con y sin autismo se transfirieron a los ratones mediante trasplante fecal y se aparearon parejas de ratones colonizados con los mismos microbiomas para producir descendencia que había estado expuesta a los microbios humanos durante las primeras etapas de desarrollo.
Luego, la descendencia se sometió a pruebas que se utilizan para determinar comportamientos similares al autismo en ratones y registraron la frecuencia con la que vocalizaban e interactuaban con otros ratones. Los investigadores también intentaron estimular los comportamientos repetitivos que a veces se ven en humanos con autismo introduciendo canicas en las jaulas de los animales y viendo cuántos ratones enterraban.
Como se informó en la revista Celda , los ratones colonizados con bacterias de niños con TEA (microbiota de TEA) demostraron comportamientos similares al autismo, mientras que los animales sin microbiota TEA no exhibieron estos comportamientos.
En comparación con ratones sin microbiota TEA, aquellos con la bacteria interactuaron menos con otros ratones, vocalizó menos y demostró un comportamiento más repetitivo. Todos estos comportamientos fueron similares a las características de comportamiento observadas en humanos con TEA.
Próximo, los investigadores diseccionaron los cerebros de los animales y realizaron análisis de ARN para buscar diferencias entre los dos grupos en la forma en que se procesa (empalma) el ADN antes de que se utilice para producir una proteína.
Los ratones con microbiota TEA mostraron diferencias en el empalme de 560 genes, 52 de los cuales se sabe que están asociados con el autismo.
Sharon dice que esta es una pista intrigante de que los productos de los microbios intestinales podrían cambiar de alguna manera el riesgo de autismo al influir en las formas de proteínas que se producen en el cerebro.
Cuando el equipo analizó las tripas de los animales, también encontraron diferencias entre grupos en los niveles de 27 metabolitos, moléculas que se producen como resultado de la digestión y el metabolismo microbiano.
En particular, los niveles de los metabolitos ácido 5-aminovalérico (5AV) y taurina fueron más bajos en los ratones con microbiota TEA. En ocasiones, el TEA se ha caracterizado por un desequilibrio entre las señales excitadoras e inhibidoras en el cerebro.
Dado que se sabe que el 5AV y la taurina afectan a los receptores neuronales inhibidores llamados receptores GABA, los investigadores estaban interesados en encontrar que los niveles de estos metabolitos eran más bajos en los ratones con microbiota TEA.
"Nos sorprendió ver cuán profundos eran los efectos, "dice Sharon.
Luego, los investigadores recurrieron a un modelo de autismo de ratón diferente:una cepa llamada ratones BTBR que naturalmente demuestra comportamientos similares al autismo. Al tratar a los ratones con 5AV o taurina, El equipo descubrió que los animales sí exhibían comportamientos menos antisociales y repetitivos. Es más, El análisis de los cerebros de los animales mostró que 5AV, en particular, excitabilidad neural reducida.
Mazmanian dice que los hallazgos brindan pistas sobre el papel que juega la microbiota intestinal en los cambios neuronales asociados con el TEA:
Sugiere que los síntomas del TEA algún día pueden remediarse con metabolitos bacterianos o un fármaco probiótico. Más lejos, abre la posibilidad de que ASD, y quizás otras condiciones neurológicas clásicas, puede tratarse con terapias que se dirigen al intestino en lugar de al cerebro, un enfoque aparentemente más manejable ".
El neurocientífico John Cryan (University College Cork, Irlanda), que no participó en la investigación, dice que los hallazgos son "bastante alentadores" y que la idea de que los metabolitos pueden influir en la actividad cerebral es plausible, tiene sentido y ayudará a impulsar el campo hacia adelante.
Cryan enfatiza que es poco probable que los resultados produzcan de inmediato nuevos tratamientos basados en microbiomas; los dos metabolitos destacados aquí pueden resultar no relacionados con el autismo en los seres humanos.
Todavía, la investigación justifica la búsqueda de otros metabolitos deficientes en el intestino o el cerebro de las personas con el trastorno. Esto animará al campo de que hay algo allí.
Dr. John Cryan, Neurocientífico
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