Para este proyecto se utilizaron técnicas quimiogenéticas que permitieron activar o inhibir selectivamente neuronas hipotalámicas específicas en ratones, así como la administración de hormonas que juegan un papel clave en la regulación del equilibrio energético.. Estas aproximaciones, combinadas con análisis moleculares de la composición de la microbiota intestinal, permitieron detectar un nuevo eje cerebro-intestino capaz de regular la composición de la microbiota en las diferentes zonas del tracto digestivo.
El estudio ha sido coordinado por Marc Claret, jefe del grupo de Control neuronal del metabolismo del IDIBAPS, con la colaboración de Ruben Nogueiras de la Universidad de Santiago de Compostela y Patrice D. Cani de la UCLouvain, y ha contado con la financiación de la Fundación "la Caixa".
Los resultados muestran que los cambios en la microbiota inducidos por el cerebro van acompañados de una reconfiguración de vías neuronales en el duodeno y de una activación del sistema nervioso simpático, la parte del sistema nervioso autónomo encargada de las respuestas al estrés. Además, esta modulación de la microbiota es anatómicamente específica, es decir, que diferentes regiones del intestino responden de manera diferenciada dependiendo de las neuronas que se activan en cada momento. El estudio reveló además que la obesidad inducida por la dieta altera la capacidad del cerebro para regular la microbiota intestinal, descubriendo un nuevo mecanismo que puede explicar cómo la obesidad puede alterar la composición de la microbiota intestinal.
Según Marc Claret, "estos resultados nos ayudan a entender mejor la relación entre cerebro, microbiota y metabolismo, lo que nos permitirá seguir profundizando en los mecanismos que regulan esta interacción. Y, a largo plazo, abrir las puertas a nuevas formas de abordar las enfermedades metabólicas y la obesidad, con potenciales implicaciones para el desarrollo de estrategias terapéuticas".
El eje cerebro-microbiota en el mantenimiento del balance energético
El cerebro es el encargado de mantener el balance energético del organismo, un proceso complejo en el que intervienen multitud de factores. Por un lado, es ampliamente conocido que la microbiota y los metabolitos que esta produce actúan como señalizadores en el cerebro, modulando diversas funciones cerebrales, incluida la regulación del metabolismo y el balance energético. Paralelamente, órganos como el estómago, el tejido adiposo o el páncreas secretan hormonas que indican al cerebro el estado energético general del organismo.
Míriam Toledo, investigadora del IDIBAPS y primera autora del artículo, explica: "El cerebro integra la información procedente de la microbiota y de los órganos metabólicos para orquestar una respuesta adaptativa adecuada en cada momento que mantenga el balance energético del organismo". Y añade: "Con este estudio estamos presentando una nueva vía a través de la cual el cerebro puede regular la homeostasis del organismo, y es a través del control en la composición de la microbiota intestinal".
Patrice D. Cani, profesor de la UCLouvain y colíder del estudio, explica: "¡Este es un descubrimiento increíble para nosotros! Estamos revelando una posible nueva forma de comunicación rápida entre el cerebro y nuestros habitantes intestinales, es decir, los microbios". Añade: "Esto podría marcar el comienzo de una nueva era en este campo".
Rubén Nogueiras, de la Universidad de Santiago de Compostela, añade: "Estos hallazgos desafían el dogma actual sobre cómo la microbiota intestinal se comunica con otros órganos. Estos resultados inesperados y emocionantes podrían ser importantes para los ajustes entre comidas y, a largo plazo, para el control del peso corporal".
