Nueva evidencia vincula las bacterias intestinales y las condiciones neurodegenerativas

Las enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer, el Parkinson y la ELA afectan a millones de adultos, pero los científicos aún no saben qué causa estas enfermedades, lo que supone un obstáculo importante para el desarrollo de tratamientos o medidas preventivas.

Investigaciones recientes sugieren que las personas con estas afecciones presentan cambios en la composición bacteriana de su tracto digestivo. Sin embargo, dada la gran diversidad de microbios que se encuentran en el cuerpo humano, identificar qué bacterias pueden estar asociadas con la neurodegeneración es como encontrar una aguja en un pajar.

Buscando esa proverbial aguja, los científicos de la Universidad de Florida están buscando en un lugar inesperado: el tracto digestivo de un gusano diminuto y translúcido llamado Caenorhabditis elegans.

Nueva investigación publicada en PLOS Patógenos establece, por primera vez, un vínculo entre especies específicas de bacterias y manifestaciones físicas de enfermedades neurodegenerativas. La autora principal del estudio es Alyssa Walker, candidata a doctorado en microbiología y ciencia celular en la Facultad de Ciencias Agrícolas y de la Vida de UF / IFAS.

“Observar el microbioma es un enfoque relativamente nuevo para investigar las causas de las enfermedades neurodegenerativas. En este estudio, pudimos demostrar que especies específicas de bacterias juegan un papel en el desarrollo de estas condiciones”, dijo Daniel Czyz, asesor de tesis de Walker.

Czyz es el autor principal del estudio y profesor asistente en el departamento de microbiología y ciencia celular de UF / IFAS.

“También demostramos que algunas otras bacterias producen compuestos que contrarrestan estas bacterias ‘malas’. Estudios recientes han demostrado que los pacientes con enfermedad de Parkinson y Alzheimer tienen deficiencia de estas bacterias ‘buenas’, por lo que nuestros hallazgos pueden ayudar a explicar esa conexión y abrir una área de estudio futuro “, agregó.

Todas las enfermedades neurodegenerativas se pueden atribuir a problemas con la forma en que se manejan las proteínas en el cuerpo. Si las proteínas están mal plegadas, se acumulan y se acumulan en los tejidos. Estos agregados de proteínas, como los llaman los científicos, interfieren con el funcionamiento celular y conducen a trastornos neurodegenerativos.

Czyz y sus coautores querían saber si la introducción de ciertas bacterias en los gusanos C. elegans sería seguida por la agregación de proteínas en los tejidos de los gusanos.

“Eso es, de hecho, lo que observamos. Tenemos una forma de marcar los agregados para que brillen en verde bajo el microscopio. Vimos que los gusanos colonizados por ciertas especies de bacterias se iluminaban con agregados que eran tóxicos para los tejidos, mientras que los colonizados por las bacterias de control no lo fueron “, dijo Czyz. “Esto ocurrió no sólo en los tejidos intestinales, donde se encuentran las bacterias, sino en todo el cuerpo de los gusanos, en sus músculos, nervios e incluso órganos reproductivos”.

Sorprendentemente, la descendencia de los gusanos afectados también mostró una mayor agregación de proteínas, a pesar de que esta descendencia nunca encontró la bacteria originalmente asociada con la afección.

“Esto es muy interesante porque sugiere que estas bacterias generan algún tipo de señal que puede transmitirse a la siguiente generación”, dijo Czyz.

Los gusanos colonizados por las bacterias “malas” también perdieron movilidad, un síntoma común de las enfermedades neurodegenerativas.

“Un gusano sano se mueve rodando y agitándose. Cuando recoges un gusano sano, se cae del pico, un dispositivo simple que usamos para manejar estos pequeños animales. Pero los gusanos con las bacterias malas no pueden hacer eso porque de la aparición de agregados de proteínas tóxicas “, explicó Walker, quien desarrolló este método de evaluación.

“Se podría comparar la selección con una carrera de obstáculos: así como una persona con una enfermedad neurodegenerativa tendrá problemas para cruzar, lo mismo ocurre con estos gusanos, pero en una escala mucho menor”, agregó Czyz.

Dato curioso: los pelos de las cejas o las pestañas humanas son muy buenas opciones.

“Los gusanos son muy delicados, por lo que necesita una herramienta que no los dañe. También son transparentes y tienen un plan corporal simple. Estudios como el nuestro son posibles porque estos gusanos normalmente se alimentan de bacterias”, dijo Czyz.

“Los gusanos tienen sólo un milímetro de largo y cada uno tiene exactamente 959 células”, dijo Czyz. “Pero en muchos sentidos, se parecen mucho a los humanos: tienen intestinos, músculos y nervios, pero en lugar de estar compuestos por miles de millones de células, cada órgano es solo un puñado de células. Son como tubos de ensayo vivos. el tamaño pequeño nos permite hacer experimentos de una manera mucho más controlada y responder preguntas importantes que podemos aplicar en experimentos futuros con organismos superiores y, eventualmente, con personas “.

Actualmente, el laboratorio de Czyz está probando cientos de cepas de bacterias que se encuentran en el intestino humano para ver cómo afectan la agregación de proteínas en C. elegans. El grupo también está investigando cómo las bacterias asociadas con la neurodegeneración provocan el plegamiento incorrecto de las proteínas a nivel molecular.

A Czyz también le interesan las posibles conexiones entre las bacterias resistentes a los antibióticos y el plegamiento incorrecto de las proteínas.

“Casi todas las bacterias que encontramos asociadas con el plegamiento incorrecto de proteínas también están asociadas con infecciones resistentes a los antibióticos en las personas. Sin embargo, se necesitarán muchos más años de investigación antes de que podamos entender qué conexión, si es que existe, existe entre la resistencia a los antibióticos y la neurodegenerativa enfermedades “, dijo Czyz.

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