Un nuevo estudio es uno de los primeros en rastrear las conexiones moleculares entre la genética, el microbioma intestinal y la memoria en un modelo de ratón criado para parecerse a la diversidad de la población humana.
Si bien anteriormente se han encontrado vínculos tentadores entre el microbioma intestinal y el cerebro, un equipo de investigadores de dos laboratorios nacionales del Departamento de Energía de EE. UU. Encontró nueva evidencia de conexiones tangibles entre el intestino y el cerebro. El equipo identificó el lactato, una molécula producida portodas las especies de un microbio intestinal, como un mensajero molecular clave que impulsa la memoria. El trabajo fue publicado el 17 de abril en la revista BMC Microbiome.
"Nuestro estudio muestra que el microbioma podría asociarse con la genética para afectar la memoria", dijo Janet Jansson, ecóloga microbiana del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico y autora correspondiente del estudio.
Los científicos saben que los ratones que han sido alimentados con microbios que benefician la salud, llamados probióticos, experimentan varios beneficios positivos. Los científicos también saben que los microbios producen moléculas que viajan a través de la sangre y actúan como mensajeros químicos que influyen en otras partes del cuerpo, incluido elcerebro. Sin embargo, no estaba claro qué microorganismos específicos y mensajeros moleculares microbianos podrían influir en la memoria hasta ahora.
"El desafío es que la composición genética y las condiciones ambientales únicas de un ratón también afectan su memoria y microbioma", dijo Antoine Snijders, biocientífico del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley Berkeley Lab y coautor correspondiente. "Para saber si un microbianomemoria influenciada por la molécula, necesitábamos entender la interacción entre la genética y el microbioma ".
El impacto del microbioma en la memoria es un área de investigación muy activa ahora, agregó, con más de 100 artículos publicados en los últimos cinco años sobre los vínculos entre los probióticos comunes y la memoria.
La genética del ratón influye en la memoria y el microbioma intestinal
Antes de que pudieran comenzar a buscar moléculas que pudieran estar involucradas con la mejora de la memoria, Jansson, Snijders y sus colegas debían determinar cómo la genética influye en la memoria.
Los investigadores comenzaron con una colección de ratones llamada Collaborative Cross. Criaron 29 cepas diferentes de ratones para imitar la diversidad genética y física de una población humana. Incluye ratones de diferentes tamaños, colores de pelaje y disposición por ejemplo, tímidos onegrita. Los investigadores también conocen las secuencias del genoma de cada cepa.
Primero, el equipo realizó una prueba de memoria a cada cepa de ratones. Luego examinaron cada cepa para detectar variaciones genéticas y correlacionaron estas variaciones con los resultados de la memoria. Encontraron dos conjuntos de genes asociados con la memoria. Uno era un conjunto de genes candidatos nuevospara influir en la cognición, mientras que el otro conjunto de genes ya era conocido.
A continuación, los investigadores analizaron el microbioma intestinal de cada cepa para poder hacer conexiones microbianas con los enlaces genéticos y de memoria que ya tenían. Identificaron cuatro familias de microbios que estaban asociadas con una mejor memoria. La más común era una especiede Lactobacillus, L. reuteri.
Para probar esta asociación, los investigadores alimentaron L. reuteri a ratones sin gérmenes sin microbios intestinales y luego probaron la memoria de los ratones. Vieron una mejora significativa en relación con los ratones sin gérmenes no alimentados con microbios. También encontraron la misma mejoracuando alimentaron ratones libres de gérmenes, una de las otras dos especies de Lactobacillus.
"Si bien se informó previamente un vínculo entre Lactobacillus y la memoria, también lo encontramos de forma independiente en esta pantalla genética imparcial", dijo Snijders. "Estos resultados sugieren que la variación genética en gran parte controla la memoria, así como las diferencias en la composicióndel microbioma intestinal a través de las cepas "
La dieta y los probióticos aumentan la memoria
Finalmente, los investigadores querían identificar qué moléculas relacionadas con microbios podrían estar involucradas con la mejora de la memoria. Analizaron las heces, la sangre y el tejido cerebral de ratones libres de gérmenes, cada uno alimentado con una especie específica de Lactobacillus. El lactato era uno de los moléculas metabólicas moleculares comunes.subproductos; también es una molécula que producen todas las cepas de Lactobacillus.
El equipo alimentó con lactato a ratones previamente identificados por tener poca memoria y notó que su memoria mejoraba. Los ratones alimentados con lactato o microbios Lactobacillus también tenían niveles aumentados de ácido gamma-aminobutírico GABA, un mensajero molecular vinculado a la formación de memoria en sus cerebros..
Para ver si el mismo mecanismo molecular podría aplicarse también en humanos, los investigadores contactaron a Paul Wilmes, de la Universidad de Luxemburgo, quien desarrolló un pequeño chip que imita dónde los microbios interactúan con el tejido intestinal humano. Cuando Wilmes y sus colegas probaron L.reuteri en este chip, vieron que el lactato producido por los microbios viajaba a través del tejido intestinal humano, lo que indica que podría ingresar al torrente sanguíneo y potencialmente viajar al cerebro.
"Si bien esta investigación fortalece la idea de que la dieta, la genética y los comportamientos, como la memoria, están conectados, se necesita más trabajo para demostrar si Lactobacillus puede mejorar la memoria en los humanos", dijo Jansson.
Snijders estuvo de acuerdo, y agregó que algún día podría ser posible usar probióticos para mejorar la memoria en poblaciones específicas, como personas con discapacidades de aprendizaje y trastornos neurodegenerativos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico . Original escrito por Tom Rickey. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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