"Las bacterias intestinales usan mucha de nuestra comida antes que nosotros", dice Federico Rey, profesor de bacteriología en la Universidad de Wisconsin-Madison. Luego obtenemos sus restos, o sus desechos.
El problema, dice Rey, es que si nuestro microbioma se excede, es posible que no tengamos acceso a los nutrientes que necesitamos. Esa es la sugerencia de una nueva investigación realizada por el grupo de Rey que muestra que los ratones que albergan altos niveles de microbios que comen colina son privadosde este nutriente esencial. En comparación con los ratones sin bacterias hambrientas de colina, los ratones hambrientos de colina tenían una mayor susceptibilidad a las enfermedades metabólicas y dieron a luz a las crías con alteraciones bioquímicas en el cerebro y que exhibían comportamientos más ansiosos.
El estudio se publica esta semana 24 de agosto en célula huésped y microbio . El Profesor de Bacteriología UW-Madison Daniel Amador-Noguez e investigadores de la Universidad de Harvard también contribuyeron al trabajo.
La regulación epigenética, la decoración de genes con grupos químicos que controlan cuánto se expresan, parece subyacer a los efectos de las bacterias intestinales que consumen demasiada colina. La colina contribuye al conjunto de recursos que las células utilizan para realizar estas modificacionesal ADN, y con menos colina disponible, la capacidad de la célula para modificar y regular los genes puede verse afectada. Los tejidos del hígado al cerebro habían alterado los patrones epigenéticos en ratones con altos niveles de microbios que comen colina.
"Las modificaciones epigenéticas cambian la forma en que se expresan los genes", explica Kym Romano, un estudiante graduado en el grupo de Rey y uno de los principales autores de la nueva investigación. "Estas modificaciones son también lo que hace que nuestro hígado sea un hígado y nuestro corazón un corazón"."
Las estimaciones sugieren que solo alrededor del 10 por ciento de la población de EE. UU., Incluidas las mujeres embarazadas, cumple con la ingesta dietética recomendada de colina. La demanda nutricional del nutriente aumenta durante el embarazo para apoyar la regulación epigenética y la salud celular en el feto en desarrollo, y los estudios han demostradoLa deficiencia de colina relacionada durante el embarazo en humanos con el comportamiento alterado en los niños. La colina se encuentra en grandes cantidades en la soja, los huevos, la carne, el pescado, la coliflor, la leche y otros alimentos.
Para probar si los microbiomas podrían competir con sus anfitriones por este nutriente esencial, el grupo de Rey usó ratones libres de gérmenes que fueron colonizados con poblaciones definidas de microbios. Algunos ratones tenían comedores de colina; otros tenían comunidades donde el consumo de colina se interrumpía al mutar un sologene.
Cuando Romano alimentó a los ratones con una dieta alta en grasas, que induce una variedad de enfermedades metabólicas en los ratones, los animales con microbios que comen colina agregaron más grasa abdominal y tenían hígados más gordos que sus contrapartes con microbios que no podían comercolina
Dado que el embarazo crea una gran demanda de colina, el equipo de Rey también probó los efectos de los microbios que comen colina a través de las generaciones. Romano descubrió que la descendencia de ratones con bacterias que comen colina había alterado los patrones epigenéticos en sus cerebros, lo que sugiere problemas con el desarrollo normal.En ratones que eran genéticamente susceptibles a problemas de conducta, aquellos que tenían microbios que comían colina mostraron comportamientos más ansiosos, como enterrar canicas en sus jaulas. Las madres mostraron mayores niveles de infanticidio y aseo obsesivo, lo que también indica un aumento de la ansiedad.
"Ya hay estudios en humanos que muestran que la deficiencia de colina es un problema que es importante para la salud humana, y lo que este estudio realmente proporciona es un posible mecanismo por el cual esto puede exacerbarse", dice Rey.
Aunque el equipo de Rey sospecha que la regulación epigenética explica en parte los efectos negativos de los microbiomas que comen colina, el subproducto del metabolismo bacteriano de la colina, conocido como TMAO, también está relacionado con resultados negativos. En sus experimentos, el laboratorio de Rey observó niveles mucho más altos de TMAOen los ratones que hospedaron bacterias que comen colina. El TMAO tóxico podría trabajar junto con patrones epigenéticos alterados para crear la larga lista de trastornos metabólicos y del desarrollo observados en estos animales.
Los efectos tóxicos de la acumulación de TMAO también complican los posibles remedios dietéticos: más colina en la dieta podría conducir a más TMAO en lugar de corregir la escasez nutricional.
Si bien este trabajo sugiere que el vínculo complejo entre la nutrición, los microbios intestinales y el metabolismo del huésped es vital para la salud, quedan muchas preguntas sobre cómo mejorar los resultados, ya sea en ratones o en humanos.
"Como sucede con cualquier buen proyecto de ciencias, rascamos la superficie de una respuesta pero abrimos un millón más de puertas para pasar", dice Romano.
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Materiales proporcionado por Universidad de Wisconsin-Madison . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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