Metabolitos de azufre relacionados con enfermedades neurodegenerativas

Las enfermedades neurodegenerativas (NDD), que no tienen cura conocida y tienen causas esquivas, provocan daños irreversibles en el cerebro y el sistema nervioso. La investigación sobre estas enfermedades normalmente se centra en el cerebro, pero los estudios en ratones de los últimos años sugieren que el microbioma también desempeña un papel en el inicio y la progresión de algunas NDD.

«Estos hallazgos sugieren que el microbioma intestinal desempeña un papel importante en el inicio y la progresión de al menos algunas enfermedades neurodegenerativas», señaló Chris Ellis, investigador principal del equipo multiinstitucional de microbiólogos de Netellis, la Universidad de Tennessee en Knoxville y el Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill.

En el Microbio de la MAPEEn la reunión anual de la Sociedad Estadounidense de Microbiología, estos investigadores informan sobre un nuevo vínculo en humanos entre un metabolito producido por microbios intestinales y tres NDD. Su análisis sugiere que el metabolito DHPS (2,3-dihidroxipropano-1-sulfonato) puede ayudar a responder preguntas críticas sobre cómo las vías del metabolismo del azufre pueden vincular el microbioma con estas enfermedades.

El DHPS no se había detectado previamente en personas, y los investigadores señalan que los metabolitos producidos por los microbios intestinales en pacientes con NDD pueden ofrecer pistas valiosas para una mejor comprensión, lo que podría conducir a mejores herramientas de diagnóstico o incluso tratamientos.

En estudios anteriores, los investigadores han descubierto que los trasplantes fecales pueden aliviar la progresión similar a la de la enfermedad de Alzheimer en modelos de ratón, y cuando los trasplantes fecales de personas con la enfermedad se administran a ratones, los animales muestran alteraciones en la función de la memoria.

Los investigadores realizaron el nuevo estudio para identificar distintos perfiles bacterianos y metabólicos del microbioma intestinal en personas diagnosticadas con una de tres NDD: esclerosis lateral amiotrófica (ELA), enfermedad de Alzheimer (EA) y enfermedad de Parkinson (EP). Para capturar datos sobre la enfermedad en etapa temprana, recolectaron muestras de heces de pacientes diagnosticados durante sus dos primeras visitas a un especialista y compararon los análisis de estas muestras con muestras recolectadas de controles sanos.

El análisis reveló 19 biomarcadores metabólicos de neurodegeneración en los tres grupos de NDD; También encontraron 20 marcadores únicos de ELA, 16 marcadores únicos de EA y nueve marcadores únicos de EP. Estos biomarcadores compartidos incluían metabolitos que se han asociado con deshomeostasis en las vías del metabolismo del azufre.

Además, en los tres grupos de enfermedades, encontraron vínculos con los taxones bacterianos Bilophila y Desulfovibrio, que desempeñan un papel en la síntesis y degradación de DHPS. Estos niveles elevados de Bilophila correspondieron a la observación de que los pacientes con EA, ELA y EP tenían una menor abundancia de DHPS en muestras de heces en comparación con individuos sanos.

Bilophila puede degradar el DHPS en sulfuro de hidrógeno, y la acumulación de sulfuro de hidrógeno se ha implicado en la disfunción mitocondrial, que se sabe que contribuye a las NDD. El sulfuro de hidrógeno está relacionado con características conocidas del NDD, que incluyen inflamación, estrés oxidativo y disbiosis intestinal.

Los autores sugirieron que el nuevo estudio señala al DHPS como un «eslabón perdido» en nuestra comprensión actual de los mecanismos de cómo los NDD están relacionados con el metabolismo del azufre, la disfunción mitocondrial y la neuroinflamación.