• Gracias al uso de herramientas genéticas y farmacológicas, la Dra. Carolina Prado realiza estudios que modulan la producción de metabolitos derivados de bacterias intestinales en modelos animales: el de los ácidos grasos de cadena corta; su trabajo fue publicado por Journal of Neuroinflammation.
• Estas moléculas se generan a partir de la fermentación de la fibra dietética y podrían tener efectos positivos al disminuir la severidad de patologías autoinmunes, entre ellas la esclerosis múltiple, una enfermedad incurable y que afecta a 1,8 millones de personas.
• La investigadora del Centro Basal Ciencia & Vida, de la USS,  busca aportar evidencia sobre la importancia de la alimentación en la prevención y abordaje terapéutico de este trastorno, un campo en boga en la última década.

La científica chilena Dra. Carolina Prado, investigadora joven del Centro Basal Ciencia & Vida, de la Universidad San Sebastián, explora el papel de las bacterias intestinales en el desarrollo de la esclerosis múltiple, una enfermedad autoinmune incurable y en la cual el sistema inmunitario ataca el cerebro causando discapacidad. Hombres adultos jóvenes y mujeres son los mayores afectados por esta condición. 

Su trabajo, recientemente publicado por la revista Journal of Neuroinflammation, se enfoca en un determinado tipo de metabolitos derivados de bacterias intestinales que podría tener efectos protectores en la severidad de esta enfermedad autoinmune: los ácidos grasos de cadena corta. Estos metabolitos pueden actuar de manera local en el intestino o también viajar a través de la sangre al cerebro y la médula espinal, promoviendo reacciones que son esenciales para la prevención o el origen de patologías. 

De acuerdo con la investigación, la microbiota intestinal (el conjunto de las bacterias que habita en el intestino) tiene una función esencial en la homeostasis, la capacidad del sistema inmune de alcanzar y mantener un estado de equilibrio de la función interna del organismo en un entorno que cambia permanentemente. 

Por el contrario, varios trastornos autoinmunes, entre ellos la esclerosis múltiple, se asocian a la disbiosis o alteración en la diversidad de la comunidad microbiana. Este desequilibrio implica una reducción sustancial en la población de bacterias que producen los denominados ácidos grasos de cadena corta, un grupo de moléculas del intestino involucradas en la salud y enfermedad de los seres humanos. 

Los análisis se realizan en el Laboratorio de Neuroinmunología del Centro Basal, liderado por el Dr. Rodrigo Pacheco, un equipo que en los últimos años ha adquirido notoriedad internacional en estudios de ciencia básica que conectan microbiota y enfermedades neurodegenerativas, entre ellas el Parkinson. El grupo ha sido receptor de fondos internacionales, entre ellos de la Fundación Michael J. Fox. 

La Dra. Prado –bioquímica y doctora en biotecnología– explica que la neuroinmunología es un campo que ha establecido importantes avances en los últimos años, principalmente en la comprensión del eje “cerebro-intestino”, foco principal de su línea de investigación . Aunque en el caso de la esclerosis múltiple sus causas son desconocidas, y potencialmente multifactoriales, se ha demostrado que la alimentación puede mejorar el curso de la enfermedad. 

“Lo que comemos es procesado por las bacterias de nuestro intestino. Estas van generando distintos metabolitos que pueden modular el sistema inmune generando un impacto en la aparición de estas enfermedades”, expone la científica del organismo perteneciente a la red de centros basales de la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID). 

Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), hasta 1,8 millones de personas podrían vivir con esclerosis múltiple, una patología que se produce cuando el sistema inmunitario ataca componentes de las neuronas y promueven la aparición de síntomas que afectan a funciones cognitivas, emocionales, motoras, sensoriales o visuales. 

En Chile, este trastorno podría llegar a afectar a 14 de cada 100 mil individuos, según cifras del Ministerio de Salud. Los síntomas pueden aparecer y desaparecer, o durar mucho tiempo. Se desconocen sus causas, pero tener antecedentes familiares puede aumentar el riesgo. Y aunque no existe cura, el tratamiento puede reducir los síntomas, prevenir nuevas recaídas y mejorar la calidad de vida de los pacientes. 

El eje cerebro-intestino

Los ácidos grasos de cadena corta provienen de la digestión y la fermentación que hacen las bacterias del intestino grueso cuando un individuo se alimenta de comida rica en fibra: verdura, frutas o legumbres, por ejemplo. Nuestro organismo no produce estas moléculas, pero las células del sistema inmune y algunas neuronas tienen receptores para ellas: pueden actuar directamente sobre neuronas en el intestino e incluso pueden afectar los umbrales del dolor. 

Para comprender los fundamentos biológicos de la esclerosis múltiple, y el papel de los mecanismos del intestino que se conectan con el sistema nervioso central, el laboratorio integrado por la Dra. Prado utiliza un modelo preclínico que reproduce los síntomas de la enfermedad en los pacientes. Utilizando herramientas farmacológicas y genéticas, manipulan el tipo de alimentación y, en particular, el metabolismo de los ácidos grasos.

“Lo que hemos visto es que los ácidos grasos de cadena corta tienen efectos positivos al evitar el aumento de la severidad de estas enfermedades, actuando a través de receptores específicos que se expresan en distintas células del sistema inmune. Una de las aproximaciones que utilizamos son distintas cepas que carecen de este receptor en poblaciones específicas del sistema inmune, lo que permite determinar la contribución específica de esta señalización en subpoblaciones de distintas células inmunes”, detalla la investigadora. 

“De esta manera podemos evaluar cómo estos metabolitos pueden afectar la función particular de una célula del sistema inmune, como por ejemplo los linfocitos T CD4+ (un tipo de glóbulo blanco también llamado célula T colaboradora), que son muy importantes en el desarrollo de esta enfermedad autoinmune”. 

El artículo publicado recientemente aborda la hipótesis de que la disbiosis intestinal promueve el  desarrollo de esta respuesta autoinmune del sistema nervioso central. Esto ocurriría como consecuencia de la disminución de la población de bacterias productoras de ácidos grasos y el efecto protector que estos inducen sobre los linfocitos T de la mucosa intestinal. El estudio utilizó un modelo experimental para inducir la autoinmunidad del sistema nervioso y herramientas como la citometría de flujo para analizar un grupo de linfocitos del colon que se infiltran o migran desde el intestino hasta regiones como el cerebro o la médula espinal. 

Los hallazgos del reporte dieron cuenta de un nuevo mecanismo implicado en el eje intestino-cerebro mediante el cual los productos derivados de bacterias secretados en la mucosa intestinal podrían regular la comunicación entre las células T y el sistema nervioso central. Además, establecieron un blanco de interés terapéutico: el receptor GPR43 expresado por los linfocitos, al que otorgan un “prometedor” potencial para la autoinmunidad del sistema nervioso. 

La bioquímica chilena expone que la contribución del artículo se enmarca precisamente en sumar evidencia de interés al campo del eje “cerebro-intestino”, bajo la premisa de que moléculas solubles pequeñas podrían modular a larga distancia distintas células. En este caso, los ácidos grasos de la comunidad microbiana intestinal y su influencia en la promoción de la autoinmunidad del sistema nervioso central.

Nuestro segundo cerebro

La comunicación entre el cerebro y el intestino es bidireccional. La Dra. Prado ejemplifica esta dinámica en una percepción común: “¿quién no ha tenido problemas intestinales al estar estresado?”. Esto no es casual: es el reflejo de una vinculación que los investigadores del centro basal Ciencia & Vida observan en modelos experimentales. Se trata de una conexión propiciada por el nervio vago, que une al cerebro con casi todos los órganos del cuerpo humano.

Esta comunicación hace que las denominadas “neuronas entéricas” (el conjunto de estructuras nerviosas que se encuentran en el aparato gastrointestinal y en los órganos anexos como el hígado y el páncreas) regulen la respuesta del intestino ante situaciones de tensión que pueden derivar en eventos intestinales.

“El punto verdaderamente importante es que la comunicación es bidireccional. Lo que pasa en el intestino  repercute de manera decisiva en la homeostasis o equilibrio del sistema inmune, algo que hemos observado en el contexto de una enfermedad como la esclerosis múltiple. Nuestra expectativa es que estos hallazgos, en el futuro, puedan contribuir con el conocimiento básico para el diseño de terapias complementarias más efectivas o con menos efectos adversos”. 

La científica chilena considera que la evidencia respecto a la conexión del eje “cerebro-intestino” da cuenta de la pertinencia de alternativas terapéuticas basadas en la alimentación. Sin embargo, también se debe entender que, al ser un conjunto heterogéneo de enfermedades de características multifactoriales, es también complejo que se pueda llegar a una cura universal. De momento, plantea, sí es posible acreditar que la alteración del microbioma intestinal tiene un impacto en el desarrollo de la respuesta inmune y la severidad de condiciones como la esclerosis múltiple. 

Cifras del Ministerio de Salud estiman que alrededor de 2.400 personas podrían sufrir de este trastorno en Chile. La cartera expone que, a nivel local, cerca del 80 por ciento de los casos suele presentarse a través de episodios de disfunción neurológica focal o multifocal de más de 24 horas de duración denominados brotes. Europa es la región más afectada por la enfermedad y en nuestro país podrían diagnosticarse alrededor de 178 casos cada año.

Por: Luis Francisco Sandoval. Agencia Inés Llambías Comunicaciones