Sorpresa: Cambios circadianos en las bacterias intestinales afectan a todo el cuerpo

Alteraciones en los ritmos del microbioma resultan en el deterioro de las funciones diurnas vitales del hígado, tales como el metabolismo de los fármacos y la desintoxicación.

Cell Press / Clúster Salud. Incluso hasta los microbios intestinales tienen una rutina. Como un reloj, comienzan su día en una parte del revestimiento intestinal, se mueven unos micrómetros a la izquierda, tal vez la derecha, y luego regresan a su posición original. Puede parecer poco, pero ha sido todo un esfuerzo.

Una nueva investigación en ratones ahora revela que el timing regular de estos pequeños movimientos puede influir en los ritmos circadianos del animal huésped, exponiendo el tejido intestinal a diferentes microbios y sus metabolitos a medida que pasa el día. Debido a ello, la interrupción de esta danza puede afectar al anfitrión.

“Esta investigación destaca cúan interconectado es el comportamiento entre procariotas y eucariotas, entre organismos como los mamíferos y los microbios que viven dentro de ellos”, dice Eran Elinav, inmunólogo en el Instituto Weizmann de Ciencia, que dirigió el trabajo con el co-autor Eran Segal, un biólogo computacional también del Weizmann. “Estos grupos interactúan y se afectan entre sí de una manera que no se puede separar”.

El trabajo llegó a tres conclusiones principales:

Uno. El microbioma en la capa superficial del intestino experimenta cambios rítmicos en su localización "biogeográfica" durante el día y la noche; por lo tanto, las células superficiales se exponen a diferentes números y diferentes especies de bacterias a lo largo de un día. “Este tango entre los dos socios añade una visión de la existencia de un mecanismo en esta relación”, dice Elinav.

Dos. Los cambios circadianos del microbioma del intestino tienen efectos profundos en la fisiología del huésped e, inesperadamente, afectan a tejidos que están muy lejos del intestino, como el hígado, cuya expresión génica cambia en tándem con la ritmicidad del microbioma del intestino. “Como tal”, añade Elinav, ”las alteraciones en el microbioma rítmico resultan en el deterioro de las funciones diurnas vitales del hígado, tales como el metabolismo de los fármacos y la desintoxicación”.

Tres. El ritmo circadiano del “huésped” depende en gran medida de las oscilaciones de la microbiota intestinal. Aunque algunas maquinarias circadianas en el anfitrión son mantenidas por su propio reloj interno, en otros componentes del reloj circadiano sus ritmos normales destruidos con los cambios. Más sorprendente aún: otro conjunto de genes en el huésped que normalmente no muestran ritmos circadianos intervino y se hizo cargo después de que los ritmos microbianos se interrumpieron.

Trabajos previos de Elinav y Segal habían revelado que nuestros relojes biológicos trabajan en tándem con los relojes biológicos en nuestra microbiota y que la interrupción de los patrones de sueño-vigilia y los tiempos de alimentación en ratones indujeron cambios en el microbioma en el intestino.

“Los ritmos circadianos son una forma de adaptarse a los cambios en la luz y la oscuridad, los cambios metabólicos, y el momento de cuando comemos”, dice Segal. “Otros estudios han demostrado la importancia del microbioma en el metabolismo y su efecto sobre la salud y la enfermedad. Ahora hemos demostrado por primera vez cómo los ritmos circadianos en la microbiota tienen un efecto sobre los ritmos circadianos en el huésped”.

Los investigadores dicen que su trabajo tiene implicaciones potenciales para la salud humana en dos aspectos importantes. En primer lugar, porque los fármacos que van desde el paracetamol a la quimioterapia se metabolizan en el hígado, la comprensión -y potencialmente el poder manipular-los ritmos circadianos de nuestra microbiota podría afectar cómo y cuándo se administran los medicamentos.

En segundo lugar, comprender más acerca de esta relación podría ayudar a intervenir eventualmente en problemas de salud como la obesidad y el síndrome metabólico, que son más comunes en personas cuyos ritmos circadianos se interrumpen a menudo debido al trabajo por turnos o el jet lag.

“Lo que aprendimos de este estudio es que hay una interconexión muy estrecha entre el microbioma y el anfitrión, ahora debemos pensar en éste como un supraorganismo que no puede separarse”, dice Segal. Así “tenemos que integrar plenamente nuestro pensamiento con respecto a cualquier sustancia que consumimos” y cómo afecta a nuestro miocrobioma.