Las bacterias intestinales influyen en el desarrollo del cerebro
Los investigadores descubren biomarcadores que indican lesiones cerebrales tempranas en los bebés prematuros extremos
Los bebés extremadamente prematuros corren un alto riesgo de sufrir daños cerebrales. Investigadores de la Universidad de Viena y de la Universidad Médica de Viena han encontrado ahora posibles objetivos para el tratamiento temprano de esos daños fuera del cerebro: Las bacterias del intestino de los bebés prematuros podrían desempeñar un papel clave. El equipo de investigación descubrió que el crecimiento excesivo del tracto gastrointestinal con la bacteria Klebsiella se asocia a una mayor presencia de determinadas células inmunitarias y al desarrollo de daños neurológicos en los bebés prematuros. El estudio se publica ahora en la revista Cell Host & Microbe.
Seki et al. han establecido un perfil exhaustivo y resuelto en el tiempo de la microbiota, el desarrollo inmunológico y neurofisiológico en bebés prematuros. Su investigación vinculó el establecimiento del microbioma en las primeras etapas de la vida con el desarrollo inmunológico y neurológico, identificando biomarcadores candidatos de lesión cerebral perinatal. En resumen (izquierda), sus resultados mostraron que la respuesta de las células T proinflamatorias se correlaciona con la supresión de la maduración electrocortical. Las células T γδ parecían tener implicaciones centrales en esta supresión y en la patogénesis de la lesión cerebral. Además, el sobrecrecimiento de Klebsiella en el tracto gastrointestinal era altamente predictivo del daño cerebral. A la derecha, las manifestaciones de estas lesiones cerebrales se muestran como imágenes representativas de resonancia magnética craneal (RMc) a la edad equivalente al término para la hemorragia intraventricular (HIV; esquina superior derecha) y la leucomalacia periventricular (LPV, esquina inferior derecha).
© Seki et al., 2021
Interacción compleja: el eje intestino-inmune-cerebro
El desarrollo temprano del intestino, el cerebro y el sistema inmunitario están estrechamente relacionados. Los investigadores lo denominan eje intestino-inmunocerebro. Las bacterias del intestino cooperan con el sistema inmunitario, que a su vez vigila los microbios del intestino y desarrolla respuestas adecuadas a ellos. Además, el intestino está en contacto con el cerebro a través del nervio vago y del sistema inmunitario. "Investigamos el papel que desempeña este eje en el desarrollo del cerebro de los bebés prematuros extremos", afirma el primer autor del estudio, David Seki. "Los microorganismos del microbioma intestinal -que es una colección vital de cientos de especies de bacterias, hongos, virus y otros microbios- están en equilibrio en las personas sanas. Sin embargo, especialmente en los bebés prematuros, cuyo sistema inmunitario y microbioma no han podido desarrollarse plenamente, es muy probable que se produzcan cambios. Estos cambios pueden tener efectos negativos en el cerebro", explica el microbiólogo e inmunólogo.
Los patrones del microbioma proporcionan pistas sobre el daño cerebral
"De hecho, hemos podido identificar ciertos patrones en el microbioma y la respuesta inmunitaria que están claramente relacionados con la progresión y la gravedad de las lesiones cerebrales", añade David Berry, microbiólogo y jefe del grupo de investigación del Centro de Microbiología y Ciencia de Sistemas Ambientales (CMESS) de la Universidad de Viena, así como director operativo de la Instalación Conjunta del Microbioma de la Universidad Médica de Viena y la Universidad de Viena. "Lo más importante es que estos patrones suelen aparecer antes de los cambios en el cerebro. Esto sugiere una ventana de tiempo crítica durante la cual se puede prevenir el empeoramiento del daño cerebral de los bebés extremadamente prematuros o incluso evitarlo."
Estudio exhaustivo del desarrollo de los bebés extremadamente prematuros
Los puntos de partida para el desarrollo de terapias adecuadas los proporcionan los biomarcadores que el equipo interdisciplinar pudo identificar. "Nuestros datos muestran que el crecimiento excesivo de la bacteria Klebsiella y los niveles elevados de células γδ-T asociados pueden aparentemente exacerbar el daño cerebral", explica Lukas Wisgrill, neonatólogo de la División de Neonatología, Medicina Intensiva Pediátrica y Neuropediatría del Departamento de Medicina Pediátrica y del Adolescente de la Universidad Médica de Viena. "Pudimos rastrear estos patrones porque, para un grupo muy específico de recién nacidos, por primera vez exploramos en detalle cómo se desarrollan el microbioma intestinal, el sistema inmunitario y el cerebro y cómo interactúan en este proceso", añade. En el estudio se hizo un seguimiento de un total de 60 bebés prematuros, nacidos antes de las 28 semanas de gestación y con un peso inferior a un kilo, durante varias semanas o incluso meses. Utilizando métodos de última generación -el equipo examinó el microbioma mediante la secuenciación del gen 16S rRNA, entre otros métodos-, los investigadores analizaron muestras de sangre y heces, registros de ondas cerebrales (por ejemplo, aEEG) e imágenes de resonancia magnética del cerebro de los bebés.
La investigación continúa con dos estudios
El estudio, que es un proyecto interuniversitario bajo la dirección conjunta de Angelika Berger (Universidad de Medicina de Viena) y David Berry (Universidad de Viena), es el punto de partida de un proyecto de investigación que investigará aún más a fondo el microbioma y su importancia para el desarrollo neurológico de los niños nacidos prematuramente. Además, los investigadores continuarán el seguimiento de los niños del estudio inicial. "La forma en que se desarrollan las habilidades motoras y cognitivas de los niños sólo se pone de manifiesto a lo largo de varios años", explica Angelika Berger. "Nuestro objetivo es entender cómo este desarrollo tan temprano del eje intestino-inmune-cerebro se desarrolla a largo plazo". "Los colaboradores más importantes del proyecto ya están a bordo: "Los padres de los niños nos han apoyado en el estudio con gran interés y apertura", dice David Seki. "En última instancia, ésta es la única razón por la que hemos podido obtener estos importantes conocimientos. Estamos muy agradecidos por ello".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
David Seki, Margareta Mayer, Bela Hausmann, Petra Pjevac, Vito Giordano, Katharina Goeral, Lukas Unterasinger, Katrin Klebermaß-Schrehof, Kim De Paepe, Tom Van de Wiele, Andreas Spittler, Gregor Kasprian, Benedikt Warth, Angelika Berger, David Berry & Lukas Wisgrill; "Aberrant gut microbiota-immune-brain axis development in premature neonates with brain damage"; Cell Host & Microbe; 2021
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