Unos investigadores de la Universidad McMaster (Canadá) han llevado recientemente a cabo un experimento con el fin de dar respuesta a una pregunta muy concreta: si los antibióticos alteran la microbiota intestinal del ratón a edades muy tempranas, ¿qué efectos tienen en su cerebro?

Esta pregunta podría considerarse a priori un non-sequitur: ¿por qué algo que afecta al intestino tendría que tener consecuencias en el cerebro?

Y sin embrago, un equipo de investigadores liderado por John Bienenstock y Sophie Leclercq ha demostrado que la exposición a leves dosis de antibióticos afecta al cerebro de los ratones de manera considerable. En efecto, los científicos observaron que cuando exponían a los roedores a los antibióticos, su barrera hematoencefálica se alteraba y crecía el número de algunos mediadores de señalización inmunitaria como las citoquinas en la corteza frontal. Y más importante aún, los antibióticos modificaban el comportamiento de los roedores: frente a tareas complicadas o a determinadas situaciones sociales, las crías de ratón actuaban de forma diferente. Se volvían más agresivas que aquellas que no habían experimentado alteraciones en su microbiota intestinal.

Los investigadores ya han demostrado que algunos de estos efectos están vinculados al sistema nervioso, pero el papel del sistema inmunitario sigue siendo algo confuso

«Hemos empleado dosis ínfimas de penicilina -una dosis pediátrica para un ratón-, pero las consecuencias han sido significativas», explicaba John Bienenstock durante una entrevista concedida a los editores de GMFH. «Hemos constatado todo tipo de efectos en términos de comportamiento, interacción y evitamiento sociales ». Pero los científicos han ido aún más lejos en sus investigaciones y se han preguntado si estos efectos en el cerebro de los roedores podían contrarrestarse por medio de ciertas bacterias. Y han podido comprobar que así es. Los ratones del estudio que habían ingerido bacterias probióticas Lactobacillus rhamnosus JB-1 además de los antibióticos presentaban menos alteraciones en la biología de su cerebro y en su comportamiento. Esta experiencia no solo ha demostrado que los cambios en la microbiota intestinal pueden afectar al cerebro, sino también que los efectos están ligados a especies específicas.

Bienenstock y sus colegas Paul Forsythe y Wolfgang Kunze llevan años estudiando el eje intestino-cerebro, utilizando para sus modelos ratones desprovistos de gérmenes así como ratones normales, y se han centrado esencialmente en la manera en que las bacterias influencian la comunicación bidireccional entre el intestino y el cerebro.

Bienenstock afirma que a pesar de la capacidad de los científicos de modificar las bacterias que intervienen y de medir el impacto sobre los ratones, la sucesión de acontecimientos que se producen entre el intestino y el cerebro sigue constituyendo un auténtico misterio. «Solo sabemos que algo sucede (como por ejemplo un cambio de comportamiento). Nos encontramos por tanto, hoy por hoy, ante una gran «caja negra»».

Los investigadores ya han demostrado que algunos de estos efectos están vinculados al sistema nervioso, pero el papel del sistema inmunitario sigue siendo algo confuso. En 2011, una publicación de referencia de este mismo equipo revelaba cómo L. rhamnosus JB-1 regulaba el comportamiento emocional y ciertos aspectos del funcionamiento del sistema nervioso central en los ratones. Y que estos efectos desaparecían en cuanto se seccionaba el nervio vago. Lo cual permite concluir que con esta bacteria, la mayoría de los efectos están ligados a la función nerviosa. «Sin embargo, no sabemos si esto funcionaría de la misma manera en ausencia del sistema inmunitario o cuál es el grado de implicación directa o indirecta del sistema inmunitario». Serán por tanto necesarios nuevos estudios más avanzados sobre los mecanismos subyacentes.

Bienenstock destaca que aunque los modelos de ratones sean importantes para las investigaciones sobre estos mecanismos, a largo plazo, su finalidad como doctor en medicina (internista de formación) consiste en descubrir nuevas aplicaciones para las personas que padecen trastornos mentales o comportamentales. «Esta es la razón por la que debemos centrarnos al máximo en el ser humano, ya que en materia de alteración microbiana y modificación del comportamiento, nuestros conocimientos continúan siendo muy limitados y reunir todas las piezas supone un auténtico reto».

«Experimentalmente, existen indicios sobre la forma en que algunas de estas bacterias pueden causar estas alteraciones. Estamos empezando a entender que quizás se trate de fragmentos de bacterias, de sus actividades, de lo que estas bacterias hacen en el intestino o incluso de productos de la fermentación como los ácidos grasos de cadena corta. Pero desconocemos lo que sucede cuando concurren todas», concluye el científico.

 

 

Referencia:

Leclercq S, Mian FM, Stanisz AM, et al. Low-dose penicillin in early life induces long-term changes in murine gut microbiota, brain cytokines and behavior. Nature Communications. 2017 ; 8. doi:10.1038/ncomms15062