Los azúcares bacterianos en el intestino podrían ser un contribuyente oculto a dos de las enfermedades neurodegenerativas más graves que afectan al cerebro, sugiere una nueva investigación.
La esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y la demencia frontotemporal (DFT) son afecciones estrechamente relacionadas que a veces se superponen y ambas implican la muerte de neuronas.
Esto afecta el movimiento muscular en la ELA (que eventualmente es fatal) y conduce a cambios importantes en el comportamiento y el lenguaje en la FTD, que a veces también puede afectar el movimiento.
Todavía no está claro cómo comienza cualquiera de las enfermedades, y aquí un equipo dirigido por investigadores de la Universidad Case Western Reserve en los EE. UU. quería ver si las bacterias intestinales podrían desempeñar un papel, basándose en hallazgos anteriores que sugerían un vínculo con la ELA.
Utilizando un modelo de ratón, la investigación encontró un tipo específico de glucógeno producida por bacterias intestinales. Parece que este azúcar desencadena inflamación cerebral y muerte neuronal.
“Descubrimos que las bacterias intestinales dañinas producen formas inflamatorias de glucógeno (un tipo de azúcar) y que estos azúcares bacterianos desencadenan respuestas inmunes que dañan el cerebro”, dice Aaron Burberry, profesor asistente de patología en la Universidad Case Western Reserve.
Ahora que lo sabemos, podemos empezar a trabajar en el desarrollo de tratamientos para combatirlo.
Tanto la ELA como la FTD pueden ser causadas por una variación particular del gen C9ORF72, pero no todas las personas que tienen esta variación desarrollan la enfermedad.
El principal impulso detrás de la investigación fue descubrir qué otros factores desencadenantes pueden estar contribuyendo entre aquellos con la variante genética.
Los investigadores fueron metódicos en su enfoque. Diseñaron ratones sin el gen C9ORF72 para imitar la variante en las personas, luego probaron una variedad de mezclas de bacterias intestinales en los ratones para ver cómo reaccionaría su sistema inmunológico.
Eso llevó al equipo a la producción de glucógeno, y de ahí a la bacteria Parabacteroides merdae, una de las cepas que lo crea. Cuando esta bacteria se introdujo en ratones criados sin bacterias intestinales, provocó una inflamación grave y una ruptura de la barrera hematoencefálica.
Otras pruebas en muestras de heces humanas mostraron niveles superiores a los normales de glucógeno inflamatorio en 15 de 22 pacientes con ELA y un solo paciente con FTD, pero sólo en cuatro de 12 controles sanos.
La idea es que cuando el cuerpo detecta el azúcar potencialmente peligroso, el sistema inmunológico se acelera, lo que luego comienza a afectar el cerebro. Es importante destacar que la proteína codificada por C9ORF72 parece actuar como un freno para el glucógeno, que es donde surge el problema con la variación genética.
“Nuestra demostración de que los microbios que acumulan formas inflamatorias de glucógeno están enriquecidos en el intestino de los pacientes con ELA sugiere que el glucógeno microbiano puede ser un ejemplo importante entre muchos factores ambientales y de estilo de vida que interactúan con genotipos predisponentes para contribuir al riesgo de aparición y progresión de la ELA”, escriben los investigadores en su artículo publicado.
Uno de los resultados más positivos de la investigación es que cuando a los ratones afectados se les administró una enzima llamada alfa-amilasa, que descompone el glucógeno, se redujeron los niveles de inflamación y se extendió su esperanza de vida. Sin embargo, no mejoró su rendimiento motor.
Eso sugiere que algún día podremos desarrollar tratamientos que puedan interrumpir esta reacción inflamatoria en cadena, dirigidos al intestino en lugar del cerebro, aunque aún es temprano para ese aspecto de la investigación.
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Los científicos están descubriendo cada vez más sobre las formas en que están conectados nuestros intestinos y nuestro cerebro, especialmente en lo que respecta a la salud, y este nuevo estudio se suma a eso.
A continuación, los investigadores quieren llevar la investigación más allá de los modelos de ratón, observando con más detalle a participantes humanos y diferentes tipos de bacterias productoras de glucógeno.
“Para comprender cuándo y por qué se produce glucógeno microbiano dañino, el equipo realizará a continuación estudios más amplios que estudiarán las comunidades de microbiomas intestinales en pacientes con ELA/FTD antes y después de la aparición de la enfermedad”, dice Burberry.
“Ensayos clínicos “Nuestros hallazgos también respaldan la determinación de si la degradación del glucógeno en pacientes con ELA/DFT podría retardar la progresión de la enfermedad y podrían comenzar en un año”.
La investigación ha sido publicada en Cell Reports.