14 julio 2018

De microbios y mentes: una revisión narrativa sobre el envejecimiento del segundo cerebro

Interacciones entre la microbiota intestinal y el SNC a través de vías directas e
indirectas que involucran la activación del nervio vago, la producción de citocinas
y la liberación de neuropéptidos neurotransmisores y AGCC.
 
Del artículo de Calvani y col. (2018). Of Microbes and Minds: A Narrative Review on the Second Brain.  Aging. Front Med (Lausanne). Mar 2;5:53. 

Un eje intestino delgado-cerebro soporta las interacciones entre la microbiota intestinal y el SNC a través de vías directas e indirectas que involucran la activación del nervio vago, la producción de citocinas y la liberación de neuropéptidos / neurotransmisores y AGCC.Estos mediadores pueden pasar la BBB y controlar la maduración y la activación de la microglía. Después de su activación, la microglia modula la vigilancia inmune, la poda sináptica y la eliminación de restos. Por otro lado, el eje HPA puede suprimir la activación de la microglia, así como también influir en la liberación de citoquinas y el tráfico de monocitos desde la periferia hasta el cerebro. Abreviaturas: BBB, barrera hematoencefálica; BDNF, factor neurotrófico derivado del cerebro; GABA, ácido gamma-aminobutírico; Eje HPA, eje hipotalámico-pituitario-adrenal; LPS, lipopolisacárido; MAMP, patrones moleculares asociados a microbios; AGCC, ácidos grasos de cadena corta; SNC, sistema nervioso central.

En los últimos años, un extenso cuerpo de literatura se ha centrado en el eje intestino-cerebro y el posible papel desempeñado por la microbiota intestinal en la modulación de la morfología y la función del cerebro desde el nacimiento hasta la vejez. La microbiota intestinal se ha propuesto como un jugador destacado durante las primeras fases del neurodesarrollo, con posibles efectos de larga duración en etapas posteriores de la vida. La reducción en la diversidad de la microbiota intestinal se ha convertido en una de las características del envejecimiento y las alteraciones en su composición se asocian con varias afecciones neurológicas (relacionadas con la edad), que incluyen depresión, enfermedad de Alzheimer y enfermedad de Parkinson. Se han evocado varias vías para la comunicación microbiota intestinal-cerebro, incluidas las conexiones neuronales (nervio vago), mediadores circulantes derivados del co-metabolismo de bacterias hospedadoras, así como la influencia ejercida por la microbiota intestinal sobre la función intestinal del huésped, el metabolismo y el sistema inmunitario. Aunque los datos más estimulantes surgieron de los estudios en animales y pese al enorme debate sobre la posible naturaleza epifenoménica de esos hallazgos, el eje microbiota instestinal-cerebro sigue siendo un objetivo fascinante para ser explotado para atenuar algunas de las consecuencias más gravosas del envejecimiento.
Cambios asociados con la edad en el eje intestino-cerebro
posiblemente involucrados en la neurodegeneración.
A principios del siglo XX, el ganador del Premio Nobel Elie Metchnikoff teorizó en su tratado La naturaleza del hombre: Estudios en filosofía optimista (1903) y La prolongación de la vida: Estudios optimistas (1907), que el estado de salud podría mejorarse y retrasarse la senilidad al reemplazar los microbios intestinales nativos por bacterias de ácido láctico como las presentes en el yogur. En las últimas décadas, esta idea se reanudó y se actualizó bajo la influencia de los avances metodológicos y tecnológicos en la ciencia. Luego se adoptó una perspectiva más ecológica y se introdujeron los conceptos de complejidad, (des) armonía, equilibrio (Nash) y personalización / precisión para capturar los aspectos dinámicos de la relación microbiota-huésped intestinal.
Si bien estos estudios están en pañales, se han comenzado a develar una serie de mecanismos potenciales (y, por lo tanto, objetivos plausibles) del eje microbiota intestinal-cerebro. Las interacciones tempranas entre el huésped y los microbios intestinales colonizadores parecen influir en la forma en que el sistema nervioso comienza a obtener información sobre el entorno externo e interno en fases críticas del neurodesarrollo. El establecimiento y la función de la barrera hematoencefálica, los procesos inflamatorios centrales y la neurogénesis pueden verse afectados diferencialmente por los ensambles microbianos intestinales y sus productos metabólicos. La evidencia también se está acumulando para un rol de las interacciones microbiota-huésped de por vida en los trastornos relacionados con la edad, como el Alzheimer y el Parkinson.
Estas nuevas investigaciones abren la posibilidad de desarrollar intervenciones dirigidas a la microbiota intestinal (en particular en las edades extremas de la vida) para mejorar la salud del cerebro. Los estudios preclínicos han sugerido la eficacia de la modulación de la microbiota intestinal para mejorar las condiciones, como la depresión y las enfermedades neurodegenerativas. Un nuevo término, "psicobióticos" (y "propiedades psicobióticas" relacionadas), ha sido acuñado para definir las bacterias vivas (probióticos) y el soporte nutricional para tales bacterias (prebióticos), así como también cualquier factor exógeno, como la dieta, el ejercicio y las drogas, que actúen sobre el cerebro a través de efectos mediados por bacterias.
La riqueza microbiana intestinal y la diversidad a lo largo de las etapas
de la vida afectan el neurodesarrollo y la homeostasis del SNC
(amarillo: baja riqueza / diversidad, rojo: alta riqueza / diversidad).

A pesar de la "naturaleza optimista" de esta idea de hace 100 años, la investigación futura debería abordar varias preguntas desafiantes antes de que se puedan implementar intervenciones verdaderamente efectivas en humanos. Por ejemplo, la mayoría de los estudios publicados solo han asociado la microbiota intestinal con enfermedades sin demostrar ninguna causalidad.
Por lo tanto, es crucial evaluar si los cambios en la microbiota sustentan la fisiopatología de la enfermedad o son solo epifenómenos. Además de esto, las propiedades microbianas que son necesarias para apoyar el neurodesarrollo adecuado y prevenir la neurodegeneración deben establecerse claramente. Además, se deben llevar a cabo ensayos clínicos rigurosos y suficientemente potenciados para evaluar la traducibilidad de los hallazgos del modelo animal a las condiciones humanas.

Referencia: 
Calvani R, Picca A, Lo Monaco MR, Landi F, Bernabei R, Marzetti E. (2018). Of Microbes and Minds: A Narrative Review on the Second Brain.  Aging. Front Med (Lausanne). Mar 2;5:53. doi: 10.3389/fmed.2018.00053

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