Un equipo de científicos ha descubierto una molécula clave que mantiene controladas a las bacterias intestinales. El estudio muestra una ruta molecular por la cual el cerebro se comunica con el tracto gastrointestinal (GI) para prevenir una activación innecesaria del sistema inmune durante el ayuno, al fortalecer la barrera contra microbios intestinales.
Una ruta molecular que se activa en el cerebro durante el ayuno, ayuda a detener la propagación de bacterias intestinales en el torrente sanguíneo, según un nuevo estudio realizado por un equipo de investigadores del Salk Institute.
El estudio en la búsqueda de tratamientos a enfermedades inflamatorias intestinales
El estudio, publicado la semana del 16 de mayo de 2016 en los Proceedings of the National Academy of Sciences, muestra una ruta molecular por la cual el cerebro se comunica con el tracto gastrointestinal (GI) para prevenir la activación innecesaria del sistema inmunológico durante el ayuno, al fortalecer la barrera contra los microbios intestinales.
El descubrimiento de esta señal cerebro-intestinal en las moscas de la fruta, la cual tiene muchas coincidencias con la situación de los humanos, podría eventualmente conducir al tratamiento de enfermedades inflamatorias intestinales en las personas.
Además de su papel en la absorción de nutrientes de los alimentos, el tracto GI contiene una infinidad de bacterias. Estos microbios, de hecho ayudan en el proceso digestivo al producir químicos que descomponen las grasas y los carbohidratos complejos.
Las ventajas de ayunar
“Ayunar tiene un valor positivo que se expande no sólo al sistema metabólico, sino también a las funciones inflamatorias y cerebrales” dice el investigador principal del estudio, Marc Montminy, profesor en la Clayton Foundation Laboratories for Peptide Biology, y Presidente de la J.W. Kieckhefer Foundation. “Entender cómo los intestinos mantienen esta barrera, y crear fármacos para mejorarla, podría tener importantes beneficios para la gente con enfermedad inflamatoria intestinal.”
El nuevo estudio forma parte de un esfuerzo colaborativo continuo del laboratorio de Montminy y el laboratorio del profesor del Salk, John Thomas, para precisar los mecanismos que un interruptor genético en el cerebro, llamado Crtc, usa para controlar el equilibrio de energía.
Una red constante de comunicación– entre nuestro cerebro y el tracto GI, así como otros tejidos– ayuda a nuestro cuerpo a vigilar nuestro gasto y reservas de energía. El Crtc interactúa con otra molécula llamada CREB, y el ayuno activa ambas proteínas e impulsa la formación de memorias de largo plazo.
Los equipos de Montminy y Thomas usaron moscas de la fruta para estudiar el interruptor Crtc, en parte porque las moscas expresan muchos de los mismos genes relacionados con el metabolismo al igual que los humanos.
Experimentos previos realizados por los dos laboratorios han mostrado que las moscas cuyo gen Crtc es eliminado, se hacen sensibles al ayuno — solamente sobreviven cerca de la mitad del tiempo, sin alimento, del que sobreviven las moscas con el gen Crtc.
Los investigadores intentaban comprender por qué la eliminación del Crtc causaba que las moscas murieran más pronto, y habían formulado la hipótesis de que era porque estas moscas mutantes tenían menos reservas de grasa y azúcares.
Lo que el equipo– junto con el grupo de la profesora asistente del Instituto Salk, Janelle Ayres–halló en el nuevo estudio, fue sorprendente y más complicado. Los intestinos de las moscas sin Crtc expresaban varias moléculas que indicaban que su sistema inmunológico estaba bajo tensión.
Cuando el investigador posdoctoral Run Shen entró al laboratorio de Montminy con la evidencia– fotos tomadas del microscopio de células teñidas con tinte fluorescente cubriendo los intestinos de las moscas– “eso sí que fue totalmente inesperado,” afirmó.
Los nuevos resultados sugieren que las moscas son más sensibles a la falta de alimento porque su sistema inmunológico se activa, lo cual es complicado desde el punto de vista energético. Esta respuesta inmune amplificada sugiere que sin Crtc, las bacterias pasan de los intestinos hacia el sistema circulatorio de las moscas.
Los investigadores hallaron que el rol normal del Crtc, es fortificar las barreras de los intestinos para evitar que las bacterias entren al torrente sanguíneo y debiliten el sistema inmunológico. Sin Crtc, las conexiones entre las células que se encuentran a lo largo del tubo intestinal son perturbadas, causando una fuga de bacterias, lo que activa la respuesta inmune y agota rápidamente las reservas de energía
Al buscar socios moleculares del Crtc, los investigadores descubrieron una proteína llamada neuropéptido corto F (sNPF), la cual también se halla en el cerebro y tiene un equivalente en los humanos llamado (neuropéptido Y).
Se sabe que este péptido causa que las moscas y los mamíferos busquen alimento en respuesta a señales de hambre. Sin sNPF en el cerebro, las moscas mostraban signos de inflamación intestinal similar a la de las moscas que no tenían Crtc. Lo que es más, los sellos que normalmente se encuentran cerrados herméticamente a lo largo del tracto gastrointestinal se habían descompuesto en las moscas a las que les faltaba el sNPF, permitiendo que las bacterias escaparan.
Por el contrario, las moscas que expresaban más de las cantidades normales de Crtc o sNPF en sus neuronas, eran capaces de sobrevivir más tiempo sin alimento y mostraban menos perturbación de las ajustadas juntas que mantienen sus barreras gastrointestinales.
Los investigadores están llevando a cabo más experimentos para entender cómo los neuropéptidos activan los receptores intestinales que ayudan a protegerlos de invasiones bacterianas.
Fecha: 17 de mayo de 2016
Fuente: sciencedaily.com
Salk Institute
Link: https://www.sciencedaily.com/releases/2016/05/160517141125.htm
Fuente original:
La publicación anterior ha sido reimpresa de materiales proporcionados por el Salk Institute. Nota: Los materiales podrían haber sido editados en contenido y extensión.
Referencia de la publicación:
Run Shen, Biao Wang, Maria G. Giribaldi, Janelle Ayres, John B. Thomas, and Marc Montminy. Neuronal energy-sensing pathway promotes energy. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2016
Nota: Instituto Nutrigenómica no se ha responsable de las opiniones expresadas en el presente artículo.
