Durante años, los científicos Se sabe que el microbioma intestinal de las personas con Alzheimer difiere del de las personas sanas. Lo que no está claro es si estas diferencias son consecuencia de la enfermedad, contribuyen a ella o simplemente la acompañan. Es posible que parte del rompecabezas no resida en las propias bacterias intestinales sino en las moléculas que producen, que acaban circulando por todo el cuerpo.
Un equipo de científicos cree haber encontrado una de esas moléculas. En un estudio publicado en Nature Communications, los investigadores identificaron propionato de imidazol (ImP), un compuesto producido por ciertas bacterias intestinales, como un posible vínculo entre el microbioma y la enfermedad de Alzheimer.
Del intestino al cerebro
La hipótesis planteada por los investigadores comienza en el intestino. Algunas bacterias utilizan un aminoácido llamado histidina y, al metabolizarlo, producen ImP. Parte de esta molécula puede ingresar al torrente sanguíneo y circular por todo el cuerpo.
El problema comienza en los límites del cerebro. Los experimentos del nuevo estudio indican que ImP puede debilitar la barrera hematoencefálica, que protege el cerebro y controla qué sustancias pueden pasar a él a través de la sangre. Una barrera menos eficaz puede ayudar al metabolito a entrar en el cerebro, donde los investigadores descubrieron que puede interactuar directamente con las neuronas.
Aquí es donde entran en juego dos actores clave en la enfermedad de Alzheimer: las proteínas beta amiloide y tau. En un cerebro afectado por la enfermedad de Alzheimer, la beta amiloide se acumula formando placas entre las neuronas. Tau, por su parte, sufre cambios anormales que alteran su función y promueven la formación de estructuras dañinas dentro de las células. Ambos fenómenos están estrechamente relacionados con el deterioro neuronal y constituyen dos de las principales características biológicas de la enfermedad.
En los experimentos, ImP parece tener la capacidad de exacerbar ambos. Los investigadores descubrieron que puede promover la acumulación de placas beta amiloides y aumentar la modificación de tau mediante un proceso conocido como fosforilación.
El modelo presentado en el estudio funciona como una cadena: ciertas bacterias intestinales producen ImP; el metabolito ingresa al torrente sanguíneo; puede comprometer la barrera hematoencefálica y llegar al cerebro; y, una vez allí, promueve cambios relacionados con la beta amiloide y la tau.
Pero sólo porque una explicación biológica sea coherente no significa que toda la cadena esté ocurriendo realmente en el cuerpo humano. Para probar el alcance de esta relación, los investigadores primero buscaron evidencia de ella en humanos y luego probaron diferentes partes del mecanismo en ratones y células.
Evidencia en humanos y ratones
Los científicos analizaron los niveles de ImP en la sangre de 1.196 adultos cognitivamente sanos con una edad media de 61,2 años. Aquellos con niveles más altos del metabolito obtuvieron, en promedio, peores puntuaciones en las pruebas cognitivas. También tenían niveles más altos de pTau-217 (una forma modificada de la proteína tau utilizada como biomarcador del Alzheimer) y de NfL, una proteína que se libera en mayores cantidades cuando las neuronas están dañadas. Ambos pueden medirse en la sangre y proporcionar pistas sobre cambios en el cerebro incluso antes de que aparezcan los síntomas.
Los investigadores también tuvieron acceso a pruebas cognitivas y mediciones de biomarcadores tomadas a lo largo del tiempo. Al comparar a las personas con los niveles más altos y más bajos de ImP, encontraron que el primer grupo mostraba un deterioro cognitivo más rápido con el tiempo.
Los investigadores administraron ImP durante meses a dos grupos de ratones genéticamente modificados para desarrollar características de la enfermedad de Alzheimer. Los resultados fueron consistentes: el metabolito empeoró los síntomas de la enfermedad. En algunos animales, las placas de beta amiloide aumentaron; en otros, las anomalías de tau y la reacción de los astrocitos (células implicadas en la protección y el mantenimiento del cerebro) empeoraron.
No existe la “bacteria del Alzheimer”
Varias de las bacterias capaces de producir ImP también se pueden encontrar en personas sanas.
“Las bacterias productoras de ImP están presentes en una gran fracción de personas, pero no son muy abundantes en la mayoría de las personas”, dice en un comunicado Federico Rey, coautor del estudio y profesor de bacteriología de la Universidad de Wisconsin. “Pero algo que hemos aprendido a lo largo de los años es que un microbio no tiene que ser abundante para tener un impacto en el huésped”.