La microbiota intestinal dependiente de la dieta impacta en la neurogénesis adulta
Resumen
La influencia de los factores dietéticos en la salud del cerebro y la función mental es cada vez más reconocida. De manera similar, la creciente evidencia respalda el papel de la microbiota intestinal en la modulación de la función y el comportamiento del sistema nervioso central. Aún así, los mecanismos moleculares responsables del impacto de la dieta y el microbioma asociado en la neurodegeneración adulta aún son poco claros. En este estudio, nuestro objetivo fue investigar si los cambios en el microbioma asociado a la dieta y sus metabolitos impactan en la neurogénesis adulta y cómo. Los ratones fueron alimentados con una dieta alta en grasas y deficiente en colina, y desarrollaron obesidad y varias características del síndrome metabólico, incluida la esteatohepatitis no alcohólica. Sorprendentemente, nuestros resultados mostraron, por primera vez, que los animales alimentados con esta dieta específica muestran un aumento prematuro de la neurogénesis, posiblemente agotando la reserva de células madre neurales disponible para procesos de neurogénesis a largo plazo. La dieta alta en grasas y deficiente en colina provocó además neuroinflamación, estrés oxidativo, pérdida sináptica y muerte celular en diferentes regiones del cerebro. En particular, esta disbiosis intestinal favorecida por la dieta en el intestino delgado y el ciego, regula al alza las vías metabólicas de los ácidos grasos de cadena corta, como el propionato y el butirato, y aumenta significativamente los niveles de propionato en el hígado. Al analizar el efecto de estos dos ácidos grasos de cadena corta in vitro, pudimos demostrar que el propionato y el butirato mejoran la biogénesis mitocondrial y promueven la diferenciación neurogénica temprana de las células madre neurales a través del mecanismo dependiente de especies de oxígeno reactivo y quinasas 1/2 reguladas por señales extracelulares. Más importante aún, los nichos neurogénicos de ratones alimentados con alto contenido de grasas y deficientes en colina mostraron una mayor expresión de marcadores de biogénesis mitocondrial y una disminución de las especies carroñeras de oxígeno reactivas mitocondriales, lo que corrobora la participación de esta vía dependiente del estrés mitocondrial en la mediación de cambios de la neurogénesis adulta por la dieta. En conjunto, nuestros resultados destacan una vía dependiente de las mitocondrias como un nuevo mediador del eje microbiota intestinal-cerebro sobre las influencias dietéticas.
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