Per aquest projecte es van utilitzar tècniques quimiogenètiques que permetien activar o inhibir selectivament neurones hipotalàmiques específiques en ratolins, així com l'administració d'hormones que tenen un paper clau en la regulació de l'equilibri energètic. Aquestes aproximacions, combinades amb anàlisis moleculars de la composició de la microbiota intestinal, van permetre detectar un nou eix cervell-intestí capaç de regular la composició de la microbiota a les diferents zones del tracte digestiu.
L'estudi ha estat coordinat per Marc Claret, cap del grup de Control neuronal del metabolisme de l'IDIBAPS, amb la col·laboració de Ruben Nogueiras de la Universitat de Santiago de Compostela i Patrice D. Cani de la UCLouvain, i amb el finançament de la Fundació "la Caixa".
Els resultats mostren que els canvis en la microbiota induïts pel cervell s'acompanyen d'una reconfiguració de vies neuronals al duodè i d'una activació del sistema nerviós simpàtic, la part del sistema nerviós autònom encarregada de les respostes a l'estrès. A més, aquesta modulació de la microbiota és anatòmicament específica, és a dir, que diferents regions de l'intestí responent de manera diferenciada depenent de les neurones que s'activen en cada moment. L'estudi també va revelar que l'obesitat induïda per la dieta altera la capacitat del cervell per regular la microbiota intestinal, descobrint un nou mecanisme que pot explicar com l'obesitat pot alterar la composició de la microbiota intestinal.
Segons Marc Claret, "aquests resultats ens ajuden a entendre millor la relació entre cervell, microbiota i metabolisme, cosa que ens permetrà continuar aprofundint en els mecanismes que regulen aquesta interacció. I, a llarg termini, obrir les portes a noves maneres d'abordar les malalties metabòliques i l'obesitat, amb potencials implicacions per al desenvolupament d'estratègies terapèutiques".
L'eix cervell-microbiota en el manteniment del balanç energètic
El cervell és l'encarregat de mantenir el balanç energètic de l'organisme, un procés complex on intervenen multitud de factors. Per una banda, és àmpliament conegut que la microbiota i els metabòlits que aquesta produeix, actuen com a senyalitzadors en el cervell modulant diverses funcions cerebrals, inclosa la regulació del metabolisme i el balanç energètic. Paral·lelament, òrgans com l'estómac, el teixit adipós o el pàncrees secreten hormones que indiquen al cervell l'estat energètic general de l'organisme.
Míriam Toledo, investigadora de l'IDIBAPS i primera autora de l'article explica: "El cervell integra la informació procedent de la microbiota i dels òrgans metabòlics per orquestrar una resposta adaptativa adequada a cada moment que mantingui el balanç energètic de l'organisme". I afegeix, "amb aquest estudi estem presentant una nova via a través de la qual el cervell pot regular l'homeòstasi de l'organisme, i és a través del control en la composició de la microbiota intestinal".
Patrice D. Cani, professor de la UCLouvain i co-líder de l'estudi, explica: "Aquest és un descobriment increïble per a nosaltres! Estem revelant una potencial nova manera de comunicació ràpida entre el cervell i els nostres habitants intestinals, em refereixo als microbis". Afegeix: "Això podria marcar l'inici d'una nova era en el camp".
Ruben Nogueiras, de la Universitat de Santiago de Compostel·la, afegeix: "Aquestes troballes desafien el dogma actual sobre com es comunica la microbiota intestinal amb altres òrgans. Aquests resultats inesperats i emocionants poden ser importants per als ajustos entre els àpats i, a llarg termini, el control del pes corporal".
