Hallazgo neurobiológico: ¿Existe conexión entre la microbiota intestinal y el autismo?
Nueva investigación revela que el metabolito para-cresol (p-cresol) podría utilizarse como biomarcador para la detección temprana del Trastorno del Espectro Autista (TEA)
Estudio publicado recientemente por la Doctora ( c ) en Ciencias Biológicas, Sheyla Guzmán-Salas, de la Universidad de Antofagasta e investigadora asociada del Centro de Biotecnología y Bioingeniería (CeBiB), muestra que las concentraciones elevadas del metabolito intestinal para-cresol, causa alteraciones en el sistema nervioso central que son asociadas a pacientes con autismo.
De qué manera los microrganismos podrían estar influenciando en la salud de las personas, fue la inquietud inicial de la estudiante de doctorado, Sheyla Guzmán. Fue así como encontró el estudio realizado por investigadores italianos el que comprobaba que el para-cresol, metabolito producido únicamente en la microbiota intestinal, se encuentra en concentraciones más elevadas en niños con TEA (Trastorno del Espectro Autista) en comparación con niños neurotípicos. Este trabajo fue inspirador para la investigación doctoral de Guzmán-Salas, ¿Qué estaba haciendo el para-cresol en el sistema nervioso central? Fue la interrogante de su estudio.
Estudio in vitro
Considerando la escasa evidencia que existe de los efectos del para-cresol sobre la función sináptica y el desarrollo neuronal del sistema nervioso central, el estudio utilizó diferentes cultivos celulares, tanto células heterólogas como cultivo primario de neuronas hipocampales de rata. Lo anterior, con el fin de evaluar los efectos del para-cresol en el crecimiento de neuritas/dendritas, arborización dendrítica, densidad sináptica y actividad neuronal.
Ensayos preliminares, a través de cultivo con células heterólogas (N2a y PC12) las cuales en condiciones específicas pueden comportarse tipo neuronas, fueron expuestas a para-cresol, observando que no generaban prolongaciones (neuritas) o si las generaban eran mucho más pequeñas. La relevancia del hallazgo se debe a que “el desarrollo de estas prolongaciones es crucial en el desarrollo del sistema nervioso central. Es decir, sin las prolongaciones -extrapolándolo a neuronas- no hay un correcto cableado del cerebro”, explicó Guzmán-Salas.
A su vez, realizaron cultivo primario neuronal, el que consiste en extraer neuronas de cerebros de ratas (hipocampo) y realizar un cultivo de neuronas para replicar el estudio, ahora analizando marcadores sinápticos que son relevantes para evaluar la salud de la neurona en sí, donde observaron que el para-cresol estaba afectando a la sinapsis.
Lo observado lleva a concluir que el para-cresol, presente en concentraciones elevadas en grupos con TEA, podría tener un efecto significativo en el desarrollo neuronal, afectado especialmente la morfología de las dendritas, característica central de personas diagnosticadas con dicha condición neuropsiquiátrica.
Actualmente, la segunda parte del estudio se encuentra en etapa preliminar. Sin embargo, los experimentos realizados -hasta ahora- de comportamiento tipo social ejecutados en animales (ratas) inyectados con para-cresol, muestran una menor actividad social entre ellos, característica distintiva de los individuos con TEA.
Detección temprana
El TEA es uno de los trastornos más frecuentes en la psiquiatría infantil y se ha demostrado que su detección ha ido en aumento exponencialmente en la última década, afectando a 1 de cada 54 niños. Considerando lo anterior, este estudio podría contribuir en una técnica de diagnóstico precoz. “Es decir, si se puede hacer una detección temprana utilizando como biomarcador el para-cresol, sin duda que marcaría un antes y un después en la intervención que podría tener la terapia ocupacional en niños con TEA”, enfatizó Sheyla Guzmán.
Colaboraciones
La investigación contó con la colaboración de Centro de Biotecnología y Bioingeniería; Dra. Cristina Dorador, Dr. Pedro Zamorano y Janetti Signorelli de la Universidad de Antofagasta; Dr. Waldo Cerpa de la Pontificia Universidad Católica de Chile. Además, la colaboración internacional del Leibniz Institute for Neurobiology Magdeburg, de la mano de Rodrigo Herrera-Molina, Andre Webner, Ayse Malci y Xiao Lin.