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Estudio: las bacterias intestinales mejoran la memoria a largo plazo en los abejorros

by admin

Un equipo de científicos de la Universidad de Jiangnan, la Universidad Queen Mary de Londres y la Universidad de Oulu ha identificado un vínculo causal entre un aumento de los niveles de bacterias intestinales simbióticas. Lactobacillus apis y memoria a largo plazo mejorada en abejorros de cola buff (Bombus terrestris): los abejorros con más de este tipo de bacterias en el intestino tenían mejor memoria que los individuos con menos bacterias; También se encontró que los insectos que comían alimentos que contenían más de esta especie tenían recuerdos más duraderos que los individuos con dietas normales.

Vía propuesta entre la producción intestinal de glicerofosfolípidos y la mejora de la memoria: basada en análisis metagenómicos y metabolómicos, Li et al. sugieren que el aumento de los niveles de Lactobacillus apis (y otras especies de Firm-5 que contienen de manera similar muchos genes para la vía de transporte de azúcar PTS) causarán un aumento del metabolismo del azúcar, lo que conducirá a la producción de más glicerofosfolípidos; estos glicerofosfolípidos se transportan luego al intestino posterior y se secretan rápidamente en la hemolinfa (quizás ayudado por un aumento de los receptores mGlu2); se transportan al cerebro a través del sistema circulatorio abierto de la abeja, con metabolitos adheridos, lo que mejora la estructura y función de las membranas neurales y sinápticas, lo que promueve una mejor memoria. Formas púrpuras: genes que se correlacionan positivamente con la memoria a largo plazo; rectángulos: genes encontrados en los tres análisis (análisis basados ​​en genes mapeados en toda la microbiota intestinal, Firm-5 y Lactobacillus apis). Óvalos: genes encontrados en microbiota intestinal completa y análisis Firm-5. Rectángulos redondeados: genes restantes correlacionados con la memoria. Formas grises: genes que no se correlacionan con la memoria a largo plazo. Flechas azules: metabolismo del azúcar. Flechas rojas: metabolismo de los glicerofosfolípidos. Flechas violetas: el aumento o la disminución de metabolitos después Lactobacillus apis suplementación. Crédito de la imagen: Li et al., doi: 10.1038 / s41467-021-26833-4.

“Las habilidades cognitivas de las abejas varían entre individuos y poseen una comunidad relativamente pequeña de microorganismos intestinales en comparación con los mamíferos, lo que las convierte en modelos ideales para explorar el papel de bacterias simbióticas intestinales específicas en las variaciones cognitivas individuales en poblaciones naturales”, dijo el profesor Wei Zhao de la Universidad de Jiangnan. y colegas.

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“Al igual que la microbiota intestinal humana, las bacterias intestinales de las abejas son específicas del intestino del huésped. Estas bacterias pueden transmitirse de un individuo a otro a través de la alimentación de las flores y ciertas interacciones sociales dentro del nido “.

“El intestino grueso de la abeja tiene la mayor abundancia de bacterias y está dominado por cinco clados de especies bacterianas centrales”.

“Se cree que cada especie bacteriana dentro de este grupo central es simbiótica y posee funciones metabólicas distintas vinculadas a interacciones mutualistas con el huésped, así como a la formación de biopelículas y descomposición de carbohidratos”.

“Nos propusimos probar si la variación cognitiva individual entre abejorros podría provenir de interacciones microbiota-intestino-cerebro, y preguntamos específicamente cuáles y cómo microbios intestinales específicos podrían impulsar estas diferencias cognitivas en abejorros normales y sanos”.

Para probar la memoria y la capacidad de aprendizaje de los abejorros, los investigadores crearon flores artificiales de diferentes colores: cinco colores se asociaron con una solución de sacarosa dulce y los otros cinco con una solución de sabor amargo que contenía quinina, un repelente para las abejas.

Luego, los científicos observaron qué tan rápido las abejas pudieron aprender qué colores estaban asociados con una recompensa de azúcar y si pudieron retener esta información en una prueba de seguimiento tres días después.

Al secuenciar muestras de intestino de las abejas, pudieron comparar las diferencias individuales en las habilidades de aprendizaje y memoria de los abejorros con los niveles de diferentes bacterias que se encuentran en sus intestinos.

Para confirmar que los números de Lactobacillus apis en el intestino eran directamente responsables de las diferencias observadas en la memoria, los autores agregaron estas bacterias a la dieta de los abejorros y midieron sus respuestas a la misma tarea.

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“Nuestros resultados sugieren no solo que la variación natural en la cantidad de una bacteria intestinal específica afecta la memoria, sino que también muestran un vínculo causal: que al agregar la misma especie bacteriana a la dieta de una abeja puede mejorar sus recuerdos”, dijo el Dr. Li Li , investigador postdoctoral en la Universidad de Jiangnan.

“Se necesitarán más investigaciones para determinar si y qué especies de bacterias podrían tener el mismo efecto en los seres humanos. Pero nuestro trabajo ha arrojado luz sobre esta posibilidad “.

“Este es un hallazgo fascinante que podría aplicarse tanto a los seres humanos como a las abejas”, dijo el profesor Lars Chittka, investigador de la Universidad Queen Mary de Londres.

“Nuestros hallazgos se suman a la creciente evidencia de la importancia de las interacciones intestino-cerebro en los animales y brindan información sobre la causa de las diferencias cognitivas en las poblaciones naturales de abejorros”.

“Es sorprendente descubrir las especies específicas de bacterias que mejoran la memoria”, agregó el profesor Zhao.

“Los resultados validan aún más nuestra creencia de que podemos mejorar nuestra capacidad cognitiva a través de la regulación de la microbiota intestinal”.

Los hallazgos fueron publicados en la revista Comunicaciones de la naturaleza.

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L. Li et al. 2021. El microbioma intestinal impulsa la variación de la memoria individual en los abejorros. Nat Common 12, 6588; doi: 10.1038 / s41467-021-26833-4

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