El trasplante fecal puede aliviar la gravedad de los tics en un modelo murino del síndrome de Tourette mediante la modulación de la flora intestinal y la promoción de la secreción de serotonina
El síndrome de Tourette (ST) es un trastorno neurológico crónico caracterizado por tics motores y vocales recurrentes, que generalmente emergen en la infancia. A pesar de diversas intervenciones terapéuticas, el manejo del ST sigue siendo un desafío debido al control inadecuado de los tics y a los efectos adversos asociados con los tratamientos actuales. La etiología exacta del ST no se comprende completamente, pero existe evidencia que sugiere disfunciones en las vías dopaminérgicas, déficits de inhibición cortical y anomalías en los circuitos cortico-ganglio basal-tálamo-corticales. Investigaciones recientes han destacado el papel de la microbiota intestinal en trastornos neurológicos y psiquiátricos a través del eje microbiota-intestino-cerebro. Este estudio explora el potencial del trasplante de microbiota fecal (TMF) como intervención terapéutica para el ST, utilizando un modelo murino para investigar sus efectos y mecanismos subyacentes.
Introducción
El ST es un trastorno neuropsiquiátrico con una etiología compleja y multifactorial. Aunque las terapias actuales, incluyendo intervenciones farmacológicas y conductuales, proporcionan cierto alivio, a menudo no logran controlar adecuadamente los síntomas. La microbiota intestinal ha surgido como un actor crítico en la función cerebral y el comportamiento, influyendo en condiciones como la depresión, el trastorno del espectro autista y la enfermedad de Parkinson. El eje microbiota-intestino-cerebro, un sistema de comunicación bidireccional entre el intestino y el cerebro, ofrece una nueva vía para la exploración terapéutica. El TMF, que implica transferir microbiota fecal de un donante sano a un receptor, ha mostrado resultados prometedores en el tratamiento de condiciones como el autismo y la epilepsia. Este estudio busca investigar si el TMF puede aliviar los síntomas del ST en un modelo murino y dilucidar los mecanismos involucrados.
Métodos
Aprobación ética
El estudio se realizó cumpliendo con los estándares éticos y fue aprobado por el comité de ética en investigación biomédica del Hospital Infantil Cheeloo de la Universidad de Shandong. Todos los procedimientos siguieron las pautas institucionales y estándares internacionales para el uso de animales, con esfuerzos para minimizar el sufrimiento.
Modelo animal
Se utilizaron 200 ratones específicos libres de patógenos (SPF) de la línea Kunming. Tras un período de aclimatación, 160 ratones se dividieron aleatoriamente en grupos de control sano (CONH) y modelo de ST (TSMO). El grupo TSMO se subdividió en cuatro grupos: aquellos que recibieron TMF de niños sanos (MFHC), TMF de ratones sanos (MFHM), probióticos (MPro) y sin tratamiento (MCon). El modelo de ST se estableció mediante la administración de 3,30-iminodipropionitrilo (IDPN), que indujo comportamientos y actividades anormales.
Administración de TMF y probióticos
Se recolectaron muestras fecales de niños con ST y sanos, así como de ratones CONH y TSMO. Las muestras se procesaron en suspensiones bacterianas y se administraron por sonda gástrica. Los probióticos, un complejo de siete cepas y dos prebióticos, se administraron al grupo MPro. Las observaciones conductuales y la recolección de muestras fecales se realizaron tres semanas después del TMF.
Cuantificación de serotonina (5-HT)
Los niveles séricos de 5-HT se midieron mediante cromatografía. Las muestras de sangre se recolectaron del seno orbital, y el suero se almacenó a -80°C hasta su análisis.
Análisis de microbiota
Las muestras fecales se recolectaron dos semanas post-TMF para secuenciación del ARNr 16S. Se extrajo ADN mediante el método de bromuro de cetiltrimetilamonio, y se amplificó la región V3-V4 del gen ARNr 16S. La secuenciación se realizó con la plataforma Illumina HiSeq 2500. Los datos se analizaron con el software QIIME para identificar diferencias en comunidades microbianas.
Análisis estadístico
Las diferencias entre grupos se evaluaron con la prueba U de Mann-Whitney y la prueba de Kolmogorov-Smirnov (KS). Los datos conductuales y de 5-HT se expresaron como media ± error estándar (EE). La significancia estadística se estableció en P < 0,05.
Resultados
Diferencias en la microbiota entre ratones ST y sanos
La microbiota intestinal de los ratones TSMO difirió significativamente de la de los CONH. El análisis de diversidad β basado en distancias UniFrac no ponderadas reveló comunidades microbianas distintas. El análisis discriminante lineal (LDA) identificó 18 firmas microbianas diferenciales. La abundancia relativa de Turicibacteraceae y Ruminococcaceae fue mayor en TSMO que en CONH.
Efectos terapéuticos del TMF
El TMF demostró un efecto terapéutico significativo. Los ratones que recibieron heces de donantes sanos (MFHM y MFHC) mostraron reducción en la gravedad de los tics comparados con los no tratados (MCon). Las puntuaciones conductuales de MFHM fueron inferiores a las de MCon.
Cambios en la microbiota post-TMF
El TMF alteró la composición microbiana en ratones CONH y TSMO. Los ratones que recibieron TMF de donantes con ST (HTSM) mostraron disminución de Firmicutes y Actinobacterias, y aumento de Bacteroidetes y Proteobacterias. En contraste, los TSMO tratados con TMF de donantes sanos (MFHM) exhibieron una recomposición microbiana.
Impacto en los niveles de serotonina
Los niveles séricos de 5-HT fueron menores en TSMO que en CONH. Sin embargo, el TMF y los probióticos incrementaron significativamente los niveles de 5-HT en TSMO. Los grupos MFHM y MPro mostraron niveles más altos que MCon.
Discusión
Este estudio evidencia que el TMF puede aliviar síntomas del ST en un modelo murino, modulando la microbiota intestinal y promoviendo la secreción de serotonina. Los hallazgos respaldan el papel del eje microbiota-intestino-cerebro en trastornos neuropsiquiátricos. La mayor abundancia de Turicibacteraceae y Ruminococcaceae en TSMO sugiere un vínculo potencial con la patogénesis del ST. Los efectos terapéuticos del TMF, junto con el aumento de 5-HT, subrayan el potencial de intervenciones basadas en microbiota.
La serotonina es relevante en el ST: su reducción se asocia con la gravedad del trastorno. La microbiota intestinal influye en el metabolismo del triptófano, precursor de la 5-HT, lo que sugiere que el TMF podría modular su producción. Estos hallazgos abren nuevas vías para explorar los mecanismos moleculares del TMF y su aplicación clínica.
Limitaciones
El estudio no evaluó marcadores sanguíneos del eje microbiota-intestino-cerebro, como lipopolisacáridos o inflamación, ni niveles de neurotransmisores cerebrales. Futuras investigaciones deberán abordar estas limitaciones.
Conclusión
El TMF alivia la gravedad de los tics en un modelo murino de ST mediante la modulación de la microbiota intestinal y el aumento de la secreción de serotonina. Estos resultados apoyan la hipótesis del eje microbio-intestino-cerebro en el ST y fundamentan el desarrollo de terapias basadas en microbiota. Se requieren más estudios para explorar los mecanismos subyacentes y evaluar la eficacia del TMF en ensayos clínicos.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000001885