Edad y composición del microbioma y su relación con las enfermedades

Investigadores revisaron el impacto de la composición del microbioma intestinal relacionado con la edad y sus metabolitos en las enfermedades asociadas con la edad causadas por macrófagos disfuncionales en el cerebro.
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El Parkinson y la enfermedad de Alzheimer son patologías relacionadas con la edad que se ven afectadas por cambios en el microbioma intestinal. En un estudio publicado en News Medical Life Sciences, realizado por Frontiers in celular Neuroscience, los investigadores revisaron el impacto de la composición del microbioma intestinal relacionado con la edad y sus metabolitos en las enfermedades asociadas con la edad causadas por macrófagos disfuncionales en el cerebro.

Con la edad es común la aparición de condiciones inflamatorias y degenerativas, así como la perdida de homeostasis, el deterioro cognitivo y las enfermedades metabólicas.

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Los investigadores indican en el estudio que los macrófagos y la microglía expresan muchas familias de receptores asociadas con la degradación de tejidos necróticos y viejos. Por lo general el sistema nervioso central (SNC) se ve afectado marginalmente  por la activación transitoria de los macrófagos cerebrales.

Pero el envejecimiento provoca una activación persistente de los macrófagos cerebrales y una inflamación sistémica crónica, que posteriormente conduce a una disfunción conductual, fisiológica y cognitiva.

La identificación sistémica de metabolitos microbianos e intestinales que llegan al cerebro e influyen en su función, especialmente durante el envejecimiento, se ha convertido en un área crítica de investigación.

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El proceso para la realización de la investigación fue basado en el estudio del microbioma intestinal y cómo afecta las funciones de los macrófagos del SNC. Para hacer los experimentos in vivo utilizaron un modelo de ratón libre de gérmenes (GF) que reveló que el microbioma desempeña un papel importante en el desarrollo y la maduración microglial, además de influir en el funcionamiento del cerebro adulto.

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Algunas conclusiones importantes del estudio de composición del microbioma

  1. El estudio destacó que los metabolitos producidos en el intestino podrían ingresar al cerebro e impactar en los macrófagos cerebrales.
  2. Aparte de la influencia morfológica, el microbioma también afecta el perfil transcriptómico de la microglía en ratones GF a través de la regulación a la baja de varios genes asociados con la activación celular y el desencadenamiento de respuestas inmunitarias.
  3. La ausencia del microbioma intestinal interrumpe la función microbiana para responder a los inmunoestimulantes. Por ejemplo, cuando los ratones GF fueron desafiados con lipopolisacáridos (LPS), la microglía mostró una disminución en la expresión de IL-1β, IL-6 y TNF-α, así como una reducción en la morfología ameboidea.
  4. La microglía está asociada con respuestas dependientes de la edad y el sexo al microbioma. Por ejemplo, la microglía de los ratones macho es más sensible a la pérdida de microbiomas en la etapa embrionaria en comparación con las hembras. Sin embargo, los ratones hembra que carecen de un microbioma exhiben cambios significativos en los perfiles transcriptómicos durante la maduración.
  5. Varias enfermedades neurológicas, incluida la Espondilitis Anquilosante (EA), se han asociado con la disfunción microglial debido a la disbiosis del microbioma intestinal. Uno de los síntomas principales de la EA es la acumulación de placas de beta-amiloide (Aβ), que se ven afectadas por el microbioma intestinal. 

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  1. El microbioma intestinal influye significativamente en los macrófagos del SNC desde la etapa de desarrollo hasta la edad adulta. Además, los metabolitos del microbioma intestinal afectan las respuestas inflamatorias en el SNC, que están mediadas por macrófagos.
  2.  Varios estudios han sugerido que los macrófagos cerebrales juegan un papel crucial como mediadores entre el microbioma intestinal y los trastornos del SNC. 
  3. La disminución de la actividad metabólica de las bacterias intestinales se ha asociado con la edad, lo que reduce la producción de ácidos grasos de cadena corta (AGCC). Además, los niveles bajos de ácidos grasos de cadena corta (SCFA) están asociados con varias enfermedades neurodegenerativas como la EA y la enfermedad de Parkinson.

El microbioma intestinal también produce N-óxido de trimetilamina (TMAO) derivado de la colina. La producción de TMAO depende de la edad, con una mayor concentración de TMAO relacionada con enfermedades cardiovasculares, arteriosclerosis, EA y cáncer. El envejecimiento provoca un aumento en los niveles de TMAO en los seres humanos.

En el fututo se deben utilizar múltiples métodos metabolómicos, metatranscriptómicos, metagenómicos y proteómicos para comprender mejor el potencial terapéutico del microbioma intestinal y sus metabolitos.

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