Un tipo de virus presente en la microbiota intestinal se asocia a una mejor capacidad cognitiva en humanos, ratones y moscas

Grupo de investigación CIBEROBN-IDIBGI
IDIBGI | viernes, 18 de febrero de 2022

Una nueva investigación asocia la presencia de virus Caudovirales en la microbiota intestinal a una mejora de las funciones cognitivas y de la memoria en humanos, ratones y moscas. Los resultados demuestran que los bacteriófagos presentes en la microbiota intestinal influyen en la relación entre el microbioma y el cerebro.

El artículo, publicado en la revista Cell Host & Microbe, ha estado liderado por los investigadores del CIBEROBN Jordi Mayneris-Perxachs y José Manuel Fernández-Real, del grupo de Nutrición, Eumetabolismo y Salud del Instituto de Investigación Biomédica de Girona Josep Trueta (IDIBGI). El trabajo se ha realizado en colaboración con el grupo del CIBERESP de Microbioma Humano de Andrés Moya y Vicente Pérez-Brocal, de la Fundación FISABIO y ha contado también con el grupo de investigación en Neurofarmacología liderado por Rafael Maldonado en la Universidad Pompeu Fabra y adscrito al Instituto Hospital del Mar de Investigaciones Médicas (IMIM), el Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio) de la Universidad de Valencia, el CSIC y la Universidad de Alicante (UA).

Estos resultados forman parte de la patente P202130786, con título “Bacteriófago para uso terapéutico" cotitularidad del CIBER, IDIBGI, UPF, UV y FISABIO.

Los bacteriófagos, un tipo de virus que se replica dentro de las bacterias, representan uno de los mayores vacíos en el conocimiento del microbioma humano. Esta investigación se ha centrado en el estudio de dos tipos de bacteriófagos prevalentes en nuestra microbiota intestinal: los Caudovirales y los Microviridae.

En una muestra de 114 personas, que después se ha ampliado a 942 sujetos (participantes del proyecto del Imagenoma del Envejecimiento del IDIBGI), los investigadores han encontrado que “los individuos con más Caudovirales tenían un mejor rendimiento de los procesos ejecutivos y la memoria verbal, y, en cambio, la presencia de mayores niveles de Microviridae se relacionaban con un mayor deterioro de las capacidades ejecutivas del cerebro”, afirma el Dr. Fernández-Real, jefe del grupo del CIBEROBN e IDIBGI, que también es Jefe de Sección de Endocrinología del Hospital Dr. Josep Trueta de Gerona y director del departamento de Ciencias Médicas de la Universidad de Girona.

Los lácteos, una posible vía para adquirir los Caudovirales

Para saber cómo las personas pueden acceder a estos virus, los investigadores realizaron encuestas alimentarias a los participantes para conocer su dieta. Curiosamente, los individuos que tenían más Caudovirales en la microbiota intestinal consumían más productos lácteos de forma habitual. Un hallazgo apoyado por la literatura científica en este ámbito: algunas investigaciones previas señalaban que las personas que tomaban más lácteas tenían mejores funciones cognitivas.

Con el objetivo de reforzar aún más el resultado, se hizo un experimento con ratones, mediante la microbiota presente en las diferentes muestras de las heces humanas, trasplantándolas al intestino de los roedores. “Los ratones que recibieron una microbiota rica en Caudovirales presentaron un mejor rendimiento cognitivo que los demás ratones, con mejoras importantes a nivel de la memoria espacial y de la memoria emocional”, afirma Rafael Maldonado.

Un segundo experimento de confirmación se realizó utilizando moscas (Drosophila melanogaster) como modelo animal, también conocidas como las moscas de la fruta. Primero, un grupo de moscas fue alimentado con suero láctico, y demostró tener más memoria que el otro grupo de Drosophila que ingirió el suero láctico esterilizado, y por tanto, sin virus. El experimento se repitió, pero en este caso se suplementó la alimentación de las moscas con los bacteriófagos aislados. Los resultados se replicaron de nuevo. Observando un grupo de genes en el cerebro de la mosca, los autores encontraron que la presencia de los Caudovirales regulaba al alza los genes asociados con la memoria.

Los resultados de este estudio refuerzan la consideración de los virus bacteriófagos como actores influyentes en la relación entre el microbioma humano y el cerebro. Además, el trabajo abre la puerta a nuevas líneas de investigación como, por ejemplo, el estudio de posibles suplementos en la dieta con este virus de forma aislada para mejorar las capacidades cognitivas de las personas.

Artículo de referencia:

Jordi Mayneris-Perxachs, Anna Castells-Nobau, María Arnoriaga-Rodríguez, Josep Garre-Olmo, Josep Puig, Rafael Ramos, Francisco Martínez-Hernández, Aurelijus Burokas, Clàudia Coll, José Maria Moreno-Navarrete, Cristina Zapata-Tona, Salvador Pedraza, Vicente Pérez-Brocal, Lluís Ramió-Torrentà, Wifredo Ricart, Andrés Moya, Manuel Martínez-García, Rafael Maldonado, José-Manuel Fernández-Real,
Caudovirales bacteriophages are associated with improved executive function and memory in flies, mice, and humans,
Cell Host & Microbe, 2022, https://doi.org/10.1016/j.chom.2022.01.013