¿Puede el microbioma intestinal desvelar los secretos del envejecimiento?
Un nuevo estudio ha demostrado cómo la microbiota intestinal de ratones más viejos puede promover el crecimiento neuronal en ratones jóvenes, lo que lleva a desarrollos prometedores en tratamientos futuros.
El grupo de investigación, con sede en la Universidad Tecnológica de Nanyang (NTU) en Singapur, transfirió la microbiota intestinal de ratones más viejos al intestino de ratones más jóvenes con fauna intestinal menos desarrollada.
Esto resultó en una mayor neurogénesis (crecimiento de neuronas) en el cerebro y un envejecimiento alterado, lo que sugiere que la relación simbiótica entre las bacterias y su huésped puede tener importantes beneficios para la salud.
Los últimos 20 años han visto un aumento significativo en la cantidad de investigación sobre la relación entre el huésped y las bacterias que viven en él o sobre él. Los resultados de estos estudios han establecido un papel importante para esta relación en la nutrición, el metabolismo y el comportamiento.
La comunidad médica espera que estos últimos resultados puedan conducir al desarrollo de un tratamiento basado en alimentos para ayudar a ralentizar el proceso de envejecimiento.
En este estudio, el equipo de investigación intentó descubrir las características funcionales de la microbiota intestinal de un huésped que envejece. Los investigadores trasplantaron microbiota intestinal de ratones jóvenes o viejos a receptores de ratones jóvenes libres de gérmenes.
Los hallazgos aparecen en la revista. Medicina traslacional de la ciencia.
¿Qué implicó la investigación?
El microbioma intestinal cambia a medida que el huésped envejece, y para investigar cómo evoluciona, el equipo de investigación trasplantó el microbioma intestinal de ratones de 24 meses a ratones jóvenes libres de gérmenes de 6 semanas.
El profesor Sven Pettersson de la Escuela de Medicina NTU Lee Kong Chian dirigió el equipo.
Después de 8 semanas, el profesor Pettersson y sus colegas observaron un mayor crecimiento intestinal y una mayor neurogénesis en el cerebro de los ratones.
Para controlar el experimento, el equipo transfirió el microbioma intestinal de ratones jóvenes a ratones libres de gérmenes de la misma edad. Los investigadores no observaron los mismos efectos que vieron en los ratones que recibieron el microbioma intestinal de los ratones más viejos.
El equipo también llevó a cabo un análisis molecular de los roedores y descubrió que tenían niveles elevados de butirato. El butirato es un ácido graso de cadena corta que producen los microbios intestinales.
El butirato es beneficioso para la salud y puede proteger contra enfermedades como la enfermedad inflamatoria intestinal, el cáncer colorrectal, la obesidad y la diabetes.
El enriquecimiento de ciertos microbios intestinales y el aumento de la fermentación bacteriana de las fibras dietéticas en el colon condujeron a estos niveles aumentados de butirato. A su vez, el aumento de los niveles de butirato estimularon la producción de la hormona pro-longevidad FGF21.
FGF21 es un factor de crecimiento de fibroblastos que juega un papel importante en la regulación del metabolismo. Los niveles elevados de FGF21 también se asociaron con una mayor actividad de AMPK y SIRT-1 y una reducción de la señalización de mTOR.
Esto es importante porque el aumento de AMPK conduce a una mayor captación de ácidos grasos de cadena corta durante el metabolismo celular. SIRT-1 también regula la homeostasis y puede proteger contra una variedad de trastornos humanos.
La mTOR reducida puede proteger contra cánceres humanos y diversas enfermedades inflamatorias.
Los investigadores continuaron explorando el efecto de los trasplantes de microbioma intestinal en el tracto digestivo de los ratones.
El envejecimiento normal del tejido intestinal reduce la viabilidad de las células intestinales. Esto se asocia con una reducción de la producción de moco, lo que puede provocar un aumento del daño celular y la muerte.
Los investigadores encontraron que trasplantar el microbioma de ratones mayores a ratones más jóvenes condujo a un aumento en la longitud y el ancho de las vellosidades, que son pequeñas estructuras que forman la pared del intestino.
Los ratones que habían recibido el microbioma de los ratones más viejos también tenían un colon más largo y un intestino delgado más largo que el grupo de control que había recibido el microbioma de otros ratones jóvenes.
Los investigadores también dieron butirato a los ratones jóvenes libres de gérmenes por sí solo y observaron que conducía a aumentos similares en la neurogénesis y el crecimiento intestinal.
¿Cómo se han recibido estos resultados?
Científicos de todo el mundo han reaccionado a estos resultados. El Dr. Dario Riccardo Valenzano, líder del grupo en el Instituto Max Planck de Biología del Envejecimiento en Alemania, dice: "Estos resultados son emocionantes y plantean varias preguntas nuevas abiertas tanto para la biología del envejecimiento como para la investigación de microbiomas".
Algunas de estas preguntas, dice el Dr. Valenzano, incluyen “si existe una adquisición activa de microbios productores de butirato durante la vida de los ratones y si el envejecimiento extremo conduce a la pérdida de esta comunidad microbiana fundamental, que puede ser eventualmente responsable de la disbiosis y la edad. disfunciones relacionadas ".
Además, el profesor Brian Kennedy, director del Centro para el Envejecimiento Saludable de la Universidad Nacional de Singapur, dice: "Es intrigante que el microbioma de un animal envejecido pueda promover fenotipos juveniles en un receptor joven".
"Esto sugiere que la microbiota con el envejecimiento se ha modificado para compensar los déficits acumulados del huésped y lleva a la pregunta de si el microbioma de un animal joven tendría mayores o menos efectos en un huésped joven".
"Los hallazgos hacen avanzar nuestra comprensión de la relación entre el microbioma y su huésped durante el envejecimiento y sientan las bases para el desarrollo de intervenciones relacionadas con el microbioma para promover una longevidad saludable".
Prof. Brian Kennedy
Implicaciones para tratamientos futuros
Estos resultados son muy prometedores para la progresión futura en el tratamiento de enfermedades asociadas al envejecimiento, como los trastornos neurogenerativos.
Sugieren que la composición de la microbiota intestinal y la dinámica es sensible a la edad y que la respuesta a las señales microbianas en la vida temprana difiere significativamente de la de la vida posterior.
Los resultados implican que la microbiota intestinal de huéspedes más viejos con homeostasis metabólica puede apoyar la salud del huésped. Por el contrario, en adultos con diabetes tipo 2, el microbioma intestinal puede inducir vías inflamatorias.
Las limitaciones de este estudio incluyen el hecho de que los microbiomas pueden cambiar en el transcurso del estudio, incluso bajo experimentos controlados, como los que se presentan aquí.
También es posible que otros metabolitos microbianos y vías celulares tengan un papel que desempeñar, pero los investigadores no los investigaron en este estudio.
