Contenido creado por Santiago Magni
Ciencia

Enfoque bidireccional

Investigadoras analizan cómo modular microbiota intestinal influye en conductas adictivas

En el Instituto Clemente Estable estudian “la relación bidireccional entre el sistema nervioso central y el intestino”.

19.06.2021 12:13

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2021-06-19T12:13:00
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Por Santiago Magni

La relación intestino-cerebro se ha estudiado mucho en ciencias, pero aún hay mucho por conocer con respecto a los estudios de la microbiota intestinal sobre todo en los efectos de cocaína. Hay un proyecto de investigación en el Departamento de Neurofarmacología Experimental del Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable que empezó con el interés por estudiar estrategias terapéuticas para la adicción a drogas de abuso y profundizar en la relación bidireccional entre el sistema nervioso central y el intestino.

En diálogo con Montevideo Portal, Sara Fabius, Licenciada en Ciencias Biológicas e investigadora que realiza su tesis de maestría en este tema, en el área de las Neurociencias, y su tutora Cecilia Scorza, doctora en Ciencias Biológicas e investigadora del IIBCE, contaron cuáles han sido las principales conclusiones de esta línea de investigación.

"La microbiota intestinal es el conjunto de bacterias, y otros microorganismos, que se alojan en el intestino en simbiosis con el hospedador, no son bacterias patógenas, no hacen daño, sino que cumplen la función de mantener la permeabilidad de la pared intestinal, la inmunidad, la digestión, entre otras cosas. El concepto siempre estuvo asociado a lo digestivo, sin embargo, en los últimos años se empezó a observar que la microbiota intestinal puede tener influencias a nivel del sistema nervioso central a través de la modificación de algunos comportamientos y viceversa", explicó Scorza. En ese sentido, sostuvo que hay un eje que "es bidireccional, intestino-cerebro y cerebro-intestino".

En el IIBCE han estado "durante mucho tiempo trabajando en adicción a pasta base de cocaína" y estuvieron "muchos años caracterizando los efectos de esta droga, analizando la composición química de muestras incautadas de pasta base. Son muestras que potencialmente llegarían a las personas consumidoras".

"Hay un gran problema en el abordaje terapéutico de personas adictas a cocaína, inclusive a pasta base de cocaína, que despertó el interés de los investigadores, a buscar estrategias terapéuticas que fueran eficaces y permitieran realmente mejorarle la calidad de vida a las personas dependientes", explicó Scorza.

En los últimos años empezó a desarrollarse una nueva que vinculaba tres disciplinas aparentemente distantes, la microbiología, la endocrinología y la neurociencia, que combina el concepto del eje bidireccional intestino-cerebro.

Scorza comentó que se trata de "un concepto muy antiguo que desde el punto de vista de las neurociencias no se aplicaba hasta hace pocos años". "Empezamos a estudiar y nos dimos cuenta que había mucha literatura enfocada en vincular trastornos emocionales y alteraciones en la microbiota intestinal de personas y en modelos animales", sostuvo la investigadora.

"Hay evidencias que muestran que patologías que tienen que ver con alteraciones muy graves en el intestino, posee además consecuencias comportamentales en las personas o animales, y viceversa, algunos desordenes neuropsiquiátricos tienen repercusiones a nivel gastrointestinal también", agregó.

En ese sentido, el trabajo de Fabius, que también es co-tutoreado por las Dras. Jessika Urbanavicius y Sofía Fernández del IIBCE, se basa en conocer "si la microbiota intestinal está alterada en modelos animales expuestos a drogas de abuso (en particular a cocaína) y si los cambios pueden prevenirse por cepas potencialmente probióticas". "Hay mucha literatura de alteraciones de la microbiota intestinal vinculada a dieta, a factores de estrés, el ejercicio y varias otros factores. Pero en trabajos de neurociencias hay pocos que vinculen drogas de abuso con cambios en la microbiota intestinal", comentó Scorza.

"Hay un trabajo paradigmático en el tema, en el que investigadores de Estados Unidos, administraron antibióticos en animales durante determinado período y luego los expusieron al tratamiento con cocaína. Lo que observaron fue que la cocaína, generaba efectos mucho más potentes que en los animales controles. Es decir, el efecto estimulante y reforzador era más marcado en animales tratados con antibióticos. El antibiótico, en cierta manera, genera una alteración en la microbiota del intestino de esos animales que despierta algún mecanismo que termina repercutiendo en su sistema nervioso central, donde la cocaína tiene un poco más de efecto. Esto quiere decir que si alteramos la microbiota intestinal vamos a lograr una potenciación de los efectos de las drogas", añadió.

El trabajo con la mecánica inversa

La tesis de Sara Fabius está pensada desde el punto de vista de que "si modulo de alguna manera la microbiota intestinal con cepas probióticas (microorganismos beneficiosos para la microbiota) voy a atenuarlos cambios producidos por la cocaína, los cambios comportamentales y los cambios que sabemos que la cocaína genera en la microbiota intestinal".

Lo que se hizo en el proyecto de Fabius fue, exponer a animales a cocaína volatilizada (ya que en el Instituto tienen un modelo que imita la inhalación pasiva de humo de muestras de cocaína fumable) por determinado tiempo y e evaluar la microbiota intestinal de esos animales. "Lo que vimos fue que la cocaína lo que genera en esos animales es una disbiosis muy importante, modifica la estructura y la diversidad de los microorganismos que se alojan en el intestino", dijo Scorza.

"Ese fue el puntapié inicial para prevenir la modificación de la microbiota intestinal por parte de la cocaína, generando un tratamiento crónico con cepas potencialmente probióticass, atenuando los cambios de la microbiota al exponer a los animales a la cocaína", agregó la tutora del trabajo.

Fabius comentó que se ha demostrado que "lo que modifica la microbiota influye en el cerebro y lo que ocurre en el sistema nervioso central influye sobre la microbiota"."Entonces, investigamos qué pasa si con cepas, que puedan ser probióticos, hacemos un cambio a nivel de la microbiota intestinal y si eso tuviera un cambio en el sistema nervioso central, se evidenciaría como un cambio en el comportamiento de los animales", aseguró.

Scorza sostuvo que si se logran "modular los cambios a nivel de la microbiota intestinal y eso genera una atenuación del efecto de la cocaína, tengo otro lugar de acción para modular aspectos de una patología tan compleja como la adicción de drogas de abuso". "Hasta ahora solo estudiábamos el cerebro para entender aquellos comportamientos moderados por drogas de abuso, pero ahora también tenemos al intestino. Hay un cambio conceptual y de paradigma, ya que hay que integrar al organismo en un todo", comentó.

En el trabajo ampliaron "los lugares de estudio y de potenciales estrategias terapéuticas". "No vamos a resolver una patología multifactorial, recurrente y compleja como la adicción a las drogas de abuso, pero si tenemos una estrategia alternativa para aplicar en esa ventana donde podamos reducir los síntomas que llevan a la recaída, estamos aproximándonos a proponer un posible potencial terapéutico bueno y bastante sencillo de aplicar en personas adictas a las drogas", agregó.

Trabajo en conjunto y con estándares de calidad

Esta línea de investigación la llevaron a cabo en colaboración con el Departamento de Microbiología del IIBCE. "Ellos tienen mucha experiencia en este tipo de microorganismos, cepas que son potencialmente probióticas, etc. Hacemos un trabajo en conjunto muy bueno, nosotros damos el background de neurociencias y ellos nos dan el background de microbiología", dijo Scorza.

"Sara (Fabius) y Joaquín Lozano, otro estudiante que está haciendo su maestría en el área de Microbiología, poseen la combinación perfecta en su formación entre las dos disciplinas. Los estudiantes que son más jóvenes empiezan a dominar ambas disciplinas, podríamos decir que tienen experiencia y tienen esa plasticidad que permite entender el fenómeno integral y de manera más fluida", comentó la tutora sobre la autora de la tesis.

Las cepas bacterianas que utilizan las brinda el Departamento de Microbiología de un banco de referencias de cepas conocidas. Scorza dijo que "son cepas microbianas que tienen una línea de investigación atrás y aplicaciones para otro tipo de cosas", , agregó.

Fabius explicó que llevan a cabo primero "un entrenamiento de los animales de cuatro días que consiste en adiestrar el animal (ratas de la cepa wistar) para que consuma por vía oral, mediante una jeringa directamente en la boca, una mezcla de cepas probióticas". "Cuando el animal detecta que lo que se les da no es nada malo, e incluso les puede gustar, el resto del tratamiento se le acerca la jeringa y el animal toma solo por vía oral, no es necesario nada más. Es algo bastante novedoso, ya que hay otras estrategias que se utilizan que son bastante invasivas para el animal y nosotros utilizamos una técnica que es poco nociva", añadió.

Scorza comentó que se trata de animales "que están criados exclusivamente para trabajar en el laboratorio". "Seguimos las reglas éticas de nuestro comité de ética institucional y de la Comisión Nacional de Ética de Experimentación Animal. Tenemos que cumplir ciertos criterios para manipular animales, tenemos acreditaciones para realizarlo. Se debe planificar la cantidad de animales y hay una crianza racional de los animales para trabajar", agregó.

Además, explicaron que "se deben cumplir estándares internacionales para publicar" el trabajo. "La calidad de los animales y las condiciones de alojamiento y alimentación son fundamentales de mantener y no bajar de ese nivel", dijo Scorza.

Por su parte, Fabius sostuvo que en el trabajo "se monitorea el agua y la comida de los animales". "Al trabajar con bacterias se verifica que no haya otras bacterias en la comida y que el agua sea filtrada. Se intenta tener un control general de todo el ambiente en el que se encuentran los animales", concluyó la autora del trabajo.

Por Santiago Magni