La microbiota intestinal del padre influye en el futuro generación

El estudio, dirigido por el grupo de Hackett en el Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) en Roma, descubrió que alterar el microbioma intestinal en ratones machos aumenta el riesgo de enfermedad en su futura descendencia.

El microbioma intestinal es la comunidad microbiana que habita el tracto gastrointestinal. El microbioma intestinal es el responsable de la producción de enzimas, metabolitos y otras moléculas importantes para el metabolismo del huésped y su respuesta al medio ambiente.

Por consiguiente, un microbioma intestinal equilibrado es importante para la salud de los mamíferos, ya que ayuda a regular los sistemas inmunológico y endocrino, lo que a su vez afecta a la fisiología de los tejidos de todo el cuerpo. Sin embargo, se sabía poco sobre la influencia del microbioma intestinal en la función reproductiva del huésped y si un microbioma paterno alterado podría afectar la salud de su descendencia.

El grupo de Hackett en el EMBL en Roma, junto con los grupos de Bork y Zimmermann en el EMBL en Heidelberg, decidieron responder a esta pregunta. Los resultados de su estudio, publicados en la revista Nature, mostraron que alterar el microbioma intestinal en ratones machos aumenta la probabilidad de que su descendencia nazca con bajo peso y corra un mayor riesgo de muerte prematura..

Transmisión de información a la siguiente generación

Para estudiar la influencia del microbioma intestinal en la reproducción masculina y su descendencia, los investigadores cambiaron la composición de los microbios en los intestinos de ratones machos tratándolos con antibióticos comunes que no ingresan al torrente sanguíneo. Esto provoca una afección llamada disbiosis, en la que el ecosistema microbiano en el intestino se desequilibra.

Luego, los científicos analizaron los cambios en la composición de metabolitos testiculares importantes. Descubrieron que la disbiosis en ratones machos afectaba la fisiología testicular, así como la composición de metabolitos y la señalización hormonal. Al menos parte de este efecto se debía a cambios en los niveles de la hormona clave leptina en la sangre y los testículos de los machos con disbiosis inducida.

Estas observaciones sugieren que en los mamíferos existe un "eje intestino-línea germinal" que es un vínculo importante entre el intestino, su microbiota y la línea germinal.

Para comprender la importancia de este "eje intestino-línea germinal" para los rasgos hereditarios, los científicos cruzaron machos no tratados o disbióticos con hembras no tratadas. Los ratones de padres disbióticos mostraron pesos al nacer significativamente más bajos y una mayor mortalidad después del nacimiento. Varias combinaciones de antibióticos, así como el tratamiento con laxantes que causan disbiosis (que también alteran la microbiota), tuvieron efectos similares en la descendencia.

Es importante tener en cuenta que este efecto es reversible. Después de suspender los antibióticos, el microbioma de los padres se restablece. Cuando ratones con microbioma restaurado se aparearon con hembras no tratadas, sus crías nacieron con peso normal y se desarrollaron normalmente.

"Observamos que los efectos intergeneracionales desaparecen una vez que se restablece el microbioma normal. Esto significa que cualquier cambio en el microbioma intestinal que pueda causar efectos intergeneracionales se puede prevenir en los futuros padres", afirmó Peer Bork, director del EMBL Heidelberg, que participó en el estudio.

"El siguiente paso es comprender en detalle cómo diversos factores ambientales, como los medicamentos, incluidos los antibióticos, pueden afectar las líneas germinales paternas y, por tanto, el desarrollo embrionario."

Aile Denboba, primer autor de la publicación y ex becario postdoctoral en el grupo de Hackett, ahora líder de grupo en el Instituto Max Planck de Inmunología y Epigenética en Friburgo, Alemania, agregó: "El estudio surgió del deseo de comprender la influencia del medio ambiente en los padres, analizando el microbioma intestinal como un vínculo entre las interacciones entre el huésped y el medio ambiente, creando un modelo de causa suficiente para evaluar los riesgos de salud intergeneracionales en sistemas ecológicos complejos".

La influencia de los padres en el riesgo de enfermedades durante el embarazo

En su trabajo, Hackett y sus colegas también descubrieron que los defectos placentarios, incluida la vascularización deficiente y el crecimiento lento, eran más comunes en embarazos de hombres disbióticos. Las placentas defectuosas mostraron signos de una complicación común del embarazo en humanos llamada preeclampsia, que conduce a un crecimiento deficiente de la descendencia y es un factor de riesgo para una amplia gama de enfermedades en el futuro.

"Nuestra investigación demuestra la existencia de un canal de comunicación entre el microbioma intestinal y el sistema reproductivo en los mamíferos. Además, los factores ambientales que interrumpen estas señales en los futuros padres aumentan el riesgo de una salud adversa de la descendencia al alterar el desarrollo de la placenta", dijo Jamie Hackett, Coordinador del proyecto de investigación y líder del grupo EMBL Roma

"Esto implica que en ratones, el entorno paterno inmediatamente antes de la concepción puede influir en los rasgos de la descendencia independientemente de la herencia genética."

"Al mismo tiempo, hemos descubierto que este efecto se observa en solo una generación, y debo enfatizar que es necesario realizar más investigaciones para examinar qué tan extendidos están estos efectos y si son significativos en los humanos. Hay diferencias innatas que deben tenerse en cuenta al trasladar los estudios con ratones a los humanos."

Hackett continuó: “Pero dado el uso generalizado de prácticas dietéticas y antibióticas en la cultura occidental que se sabe que alteran el microbioma intestinal, es importante observar más de cerca los efectos intergeneracionales de los padres y cómo pueden influir en los resultados del embarazo. Y riesgo de enfermedad en la población”. "