Un estudio realizado por investigadores de la Universidad Northwestern (EE.UU.) ha demostrado, por primera vez, que la microbiota intestinal puede influir directamente en el desarrollo y la función cerebral, incluso entre especies distintas. Los resultados, publicados en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), sugieren que los microbios intestinales podrían haber desempeñado un papel oculto en la evolución del cerebro humano y, además, podrían estar relacionados con la aparición de trastornos neuropsiquiátricos, como el TDAH, la esquizofrenia, el trastorno bipolar y el autismo.
El equipo de investigación, liderado por la Dra. Katherine Amato, profesora asociada de antropología biológica, transfirió microbiota intestinal de tres especies de primates —humanos, monos ardilla (de cerebro grande) y macacos (de cerebro pequeño)— a ratones libres de gérmenes. Tras ocho semanas, observaron diferencias significativas en la actividad cerebral de los roedores según el origen de los microbios.
Los ratones que recibieron microbiota de primates con cerebros grandes (humanos y monos ardilla) mostraron un aumento en la actividad de genes asociados con la producción de energía y la plasticidad sináptica, procesos esenciales para el aprendizaje y la adaptación cerebral. En cambio, aquellos que recibieron microbiota de macacos presentaron patrones de expresión génica distintos, menos favorables para el desarrollo de funciones cognitivas complejas.
“Lo más sorprendente fue que los patrones de expresión génica en los cerebros de los ratones se asemejaban a los de los primates donantes de los microbios. En otras palabras, logramos que los cerebros de los ratones funcionaran de manera similar a los de los primates de los que provenían las bacterias”, destacó la Dra. Amato.
El cerebro humano, proporcionalmente el más grande entre los primates, requiere una cantidad excepcional de energía para su desarrollo y mantenimiento. Estudios previos del mismo grupo ya habían demostrado que la microbiota de primates con cerebros grandes produce más energía metabólica cuando se transfiere a ratones. Ahora, este nuevo trabajo confirma que esos microbios no solo aportan energía, sino que también modulan la actividad cerebral de manera específica.
Además, los investigadores identificaron que los ratones expuestos a microbiota de primates con cerebros pequeños desarrollaron patrones de expresión génica asociados con trastornos neuropsiquiátricos, como el TDAH, la esquizofrenia, el trastorno bipolar y el autismo. Si bien estudios previos ya habían encontrado correlaciones entre la composición de la microbiota intestinal y estas condiciones, esta es la primera evidencia experimental que sugiere una relación causal.
“Nuestros hallazgos respaldan la idea de que la exposición a los microbios 'correctos' durante las primeras etapas de la vida es crucial para el desarrollo cerebral. Si el cerebro humano no se expone a los microbios adecuados, su funcionamiento podría alterarse, dando lugar a síntomas de estos trastornos”, explicó Amato.
Los resultados abren nuevas líneas de investigación tanto en el campo de la evolución como en la neurociencia clínica. Por un lado, permiten explorar cómo la microbiota intestinal pudo haber contribuido a la evolución de cerebros grandes y complejos en los primates, incluyendo al ser humano. Por otro, ofrecen pistas sobre los mecanismos subyacentes a ciertos trastornos neuropsiquiátricos, lo que podría derivar en estrategias preventivas o terapéuticas basadas en la modulación de la microbiota.