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# Biología # Bioinformática

El vínculo entre el intestino y el cerebro: el papel del microbioma en las enfermedades neurodegenerativas

Explorando cómo las bacterias del intestino afectan la salud del cerebro y las enfermedades neurodegenerativas.

Alicja W. Wojciechowska, Jakub W. Wojciechowski, Kinga Zielinska, Johannes Soeding, Tomasz Kosciolek, Malgorzata Kotulska

― 8 minilectura


Bacterias intestinales y Bacterias intestinales y salud mental neurodegenerativas. intestinal en las enfermedades Examinando el impacto del microbioma
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El intestino humano es el hogar de billones de bacterias. Mientras que la mayoría de nosotros pensamos en las bacterias como algo que hay que evitar, muchos de estos pequeños seres son bastante amigables y nos ayudan a mantenernos saludables. Investigaciones recientes han demostrado que el Microbioma intestinal puede influir no solo en la digestión, sino también en la salud cerebral, especialmente en lo que respecta a enfermedades neurodegenerativas como el Parkinson y el Alzheimer. Si alguna vez has pensado en tus corazonadas, tal vez quieras prestar más atención a lo que está pasando en tu barriga.

¿Cuál es el trato con el microbioma intestinal?

El microbioma intestinal se refiere a la colección de microorganismos que viven en nuestros intestinos. Estas bacterias juegan un papel crucial en descomponer los alimentos, producir vitaminas y mantener nuestro sistema inmunológico en equilibrio. Incluso ayudan a mantener la Inflamación a raya. Pero la verdadera sorpresa viene cuando descubrimos que estos compañeros intestinales podrían tener mucho más que decir sobre nuestro cerebro de lo que pensábamos.

Amiloides funcionales bacterianos: lo bueno, lo malo y lo desconocido

Entre las muchas sustancias producidas por las bacterias intestinales están las proteínas llamadas amiloides funcionales bacterianos. Estas proteínas son un poco de doble filo. Por un lado, ayudan a las bacterias a hacer su trabajo, como adherirse a superficies o comunicarse entre ellas. Por otro lado, se parecen sorprendentemente a ciertas proteínas mal plegadas en los humanos que están relacionadas con enfermedades. Piensa en ellas como los doppelgängers sigilosos del mundo de las proteínas.

Los investigadores han planteado la idea de que estas proteínas bacterianas podrían de alguna manera jugar un papel en el desarrollo o empeoramiento de condiciones como la Enfermedad de Parkinson. Dado que algunas de ellas son estructuralmente similares a las proteínas asociadas con enfermedades neurodegenerativas, podrían potencialmente interferir con las proteínas humanas y desencadenar una reacción en cadena de problemas.

¿La enfermedad de Parkinson: un problema intestinal?

La enfermedad de Parkinson (EP) se conoce principalmente como un trastorno motor. Pero, ¿sabías que los síntomas pueden aparecer primero en el intestino? ¡Así es! Algunos investigadores sugieren que la EP podría comenzar en los intestinos, con los amiloides funcionales bacterianos posiblemente provocando el mal plegamiento de proteínas humanas como la alfa-sinucleína, que es un jugador importante en la EP.

Cuando las bacterias en el intestino liberan estos amiloides, es como lanzar una llave inglesa en los engranajes. Podrían llevar al mal plegamiento de las proteínas humanas que se acumulan y forman placas en el cerebro. Es como si las bacterias estuvieran enviando invitaciones a la fiesta a estas proteínas, animándolas a unirse a la diversión de formar agregados que llevan a la enfermedad.

La conexión intestino-cerebro

Entonces, ¿cómo conectamos el intestino y el cerebro? La respuesta está en el nervio vago, que actúa como una autopista de comunicación entre los dos. Cuando algo va mal en el intestino, las señales viajan a través de este nervio hasta el cerebro, desencadenando potencialmente todo tipo de problemas. Aquí es donde nuestros amigables vecinos bacterianos vuelven a entrar en juego.

En aquellos con Parkinson, por ejemplo, los investigadores han encontrado un nivel elevado de estos amiloides bacterianos en el intestino. Es como si las bacterias estuvieran haciendo una manifestación, agitando letreros y animando su propia importancia en el asunto. Los estudios sugieren que niveles más altos de estas proteínas en personas con EP podrían correlacionarse con peores síntomas.

Más allá del Parkinson: otras condiciones

Mientras que el Parkinson recibe gran parte de la atención, otras enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer también han mostrado conexiones con el microbioma. En el Alzheimer, los hallazgos han mostrado que no hay una diferencia significativa en la abundancia general de amiloides bacterianos, pero no están fuera de la imagen. Algunas proteínas relacionadas con las bacterias están apareciendo en la fiesta, solo que no tantas como encontraríamos en la EP.

Curiosamente, también hay bacterias protectoras, como Lactobacillus y Bifidobacterium. Estos organismos ayudan a mantener las cosas equilibradas en nuestro intestino. Pero a pesar de su mínima presencia de proteínas amiloides, podrían jugar un papel más importante en mantener intacta nuestra mucosa intestinal y prevenir problemas.

Amiloides funcionales bacterianos en acción

Los amiloides funcionales bacterianos contribuyen significativamente a la salud intestinal de varias maneras. Pueden promover la adhesión, ayudar a formar biofilms (que son básicamente comunidades donde las bacterias viven y trabajan juntas) y participar en procesos de señalización. Sin embargo, no se puede ignorar su potencial para interactuar de manera adversa con las proteínas humanas.

Cuando estas proteínas bacterianas entran en interacción proteína-proteína con proteínas humanas, podría llevar a problemas significativos, incluyendo inflamación y problemas con la permeabilidad intestinal. Es como una fiesta amistosa que se vuelve amarga cuando un invitado no deseado aparece y comienza a causar caos.

El lado inflamatorio de las cosas

Una de las principales preocupaciones con los amiloides bacterianos es su capacidad para desencadenar inflamación en el intestino. Cuando las cosas se calientan demasiado y se inflaman, el revestimiento del intestino puede volverse más permeable, lo que significa que permite que partículas más grandes pasen, que normalmente no deberían. Imagina dejar la puerta trasera abierta en una barbacoa; pronto, los invitados no deseados comienzan a entrar.

Esta inflamación y la mayor permeabilidad pueden enviar señales al cerebro, haciendo que las condiciones neurodegenerativas existentes empeoren. Así que los amiloides funcionales bacterianos no solo se quedan ahí luciendo bonitos. Podrían hacer pequeños cambios problemáticos que reverberan a través del cuerpo y el cerebro.

Vamos a desglosarlo: ¿cómo podría funcionar esto?

Los investigadores todavía están armando este complejo rompecabezas, pero varias posibilidades podrían explicar cómo los amiloides bacterianos podrían llevar a la neurodegeneración:

  1. Mimetismo proteico: La similitud estructural entre los amiloides bacterianos y humanos podría llevar a confusiones a nivel molecular. Es como llevar el mismo atuendo a una fiesta: todos se confunden sobre quién es quién. Esto podría afectar cómo se agregan y funcionan las proteínas.

  2. Toxicidad: Algunas proteínas bacterianas podrían exhibir efectos citotóxicos similares a los de las proteínas humanas mal plegadas. Cuando las proteínas comienzan a comportarse mal, puede llevar a una cascada de problemas, incluida la inflamación y la muerte celular.

  3. Interacción inmune: Al afectar la respuesta inmune, los amiloides bacterianos podrían agravar aún más la inflamación. Cuando el sistema inmunológico se activa a fondo, puede causar más daño que bien, especialmente si comienza a atacar las propias proteínas del cuerpo.

¿Qué sigue? Investigación y comprensión

Aunque la idea de que nuestras bacterias intestinales influyen en la salud cerebral está ganando terreno, aún queda mucho trabajo por hacer. Hay muchas preguntas. Por ejemplo, ¿los amiloides bacterianos están presentes en mayores cantidades en individuos que sufren de enfermedades neurodegenerativas? ¿Cuáles bacterias son las que más contribuyen a estos problemas?

La esperanza es que al investigar estas preguntas, podamos descubrir cómo el microbioma intestinal impacta las enfermedades neurodegenerativas y encontrar nuevos tratamientos o métodos de prevención.

Además, entender estas interacciones podría abrir el camino para desarrollar biomarcadores para un diagnóstico temprano, como tener una señal de advertencia antes de que tu auto se descomponga.

Reflexiones finales: un enfoque integral hacia la salud

A medida que la investigación avanza, una cosa está clara: nuestro microbioma intestinal es fundamental para nuestra salud en general. El equilibrio entre bacterias amistosas y no amistosas, la presencia de amiloides funcionales bacterianos y sus interacciones con las proteínas humanas podrían tener grandes implicaciones para nuestra comprensión de enfermedades como el Parkinson y el Alzheimer.

Así que, la próxima vez que llegues a ese yogur probiótico, recuerda que quizás no solo estés cuidando tu salud intestinal, ¡sino que también estés invirtiendo en el futuro de tu cerebro! ¡Salud por nuestros bichitos intestinales y los misterios que esconden, incluso si a veces organizan una fiesta un poco salvaje!

Fuente original

Título: Aggregating gut: on the link between neurodegeneration and bacterial functional amyloids

Resumen: Amyloids are insoluble protein aggregates with a cross-beta structure, which are traditionally associated with neurodegeneration. Similar structures, named functional amyloids, expressed mostly by microorganisms, play important physiological roles, e.g. bacterial biofilm stabilization. Using a bioinformatics approach, we identify gut microbiome functional amyloids and analyze their potential impact on human health via the gut-brain axis. The results point to taxonomically diverse sources of functional amyloids and their frequent presence in the extracellular space. The retrieved interactions between gut microbiome functional amyloids and human proteins indicate their potential to trigger inflammation, affect transport and signaling processes. We also find a greater relative abundance of bacterial functional amyloids in patients diagnosed with Parkinsons disease and specifically a higher content of the curli amyloid protein, CsgA, in Alzheimers disease patients than in healthy controls. Our results provide a rationale for the tentative link between neurodegeneration and gut bacterial functional amyloids.

Autores: Alicja W. Wojciechowska, Jakub W. Wojciechowski, Kinga Zielinska, Johannes Soeding, Tomasz Kosciolek, Malgorzata Kotulska

Última actualización: 2024-11-28 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.26.624671

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.26.624671.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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