Los científicos han sabido durante décadas que lo que comemos puede cambiar el equilibrio de microbios en nuestro tracto digestivo. Elegir entre un sándwich de BLT o un parfait de yogur para el almuerzo puede aumentar las poblaciones de algunos tipos de bacterias y disminuir otras, y a medida que cambian sus números relativos, secretan diferentes sustancias, activan diferentes genes y absorben diferentes nutrientes.
Y esas opciones de alimentos son probablemente una calle de doble sentido. También se ha demostrado que los microbios intestinales influyen en la dieta y el comportamiento, así como en la ansiedad, la depresión, la hipertensión y una variedad de otras afecciones. Pero exactamente cómo estos trillones de pequeños invitados, llamados colectivamente el microbioma, influyen en nuestras decisiones sobre qué alimentos meter en nuestras bocas ha sido un misterio.
Ahora los neurocientíficos han descubierto que tipos específicos de flora intestinal ayudan a un animal huésped a detectar qué nutrientes faltan en los alimentos y luego ajustar finamente la cantidad de esos nutrientes que el huésped realmente necesita comer. «Lo que las bacterias hacen para el apetito es como optimizar cuánto tiempo puede funcionar un automóvil sin necesidad de agregar más gasolina al tanque», dice el autor principal Carlos Ribeiro, quien estudia los comportamientos alimentarios de Drosophila melanogaster, un tipo de mosca de la fruta, en el Centro Champalimaud para lo Desconocido en Lisboa.
En un artículo publicado recientemente en PLOS Biology, Ribeiro y su equipo demostraron cómo el microbioma influye en las decisiones nutricionales de drosophila. Primero, alimentaron a un grupo de moscas con una solución de sacarosa que contenía todos los aminoácidos necesarios. Otro grupo obtuvo una mezcla que tenía algunos de los aminoácidos necesarios para producir proteínas, pero carecía de aminoácidos esenciales que el huésped no puede sintetizar por sí solo. Para un tercer grupo de moscas, los científicos eliminaron los aminoácidos esenciales de los alimentos uno por uno para determinar cuáles estaban siendo detectados por el microbioma.
Después de 72 horas con las distintas dietas, a las moscas de los tres grupos se les presentó un buffet que ofrecía su solución azucarada habitual junto con levadura rica en proteínas. Los investigadores encontraron que las moscas en los dos grupos cuya dieta carecía de un solo aminoácido esencial tenían un fuerte deseo de levadura para compensar los nutrientes faltantes. Pero cuando los científicos aumentaron cinco tipos diferentes de bacterias que se encuentran en el tracto digestivo de las moscas, Lactobacillus plantarum, L. brevis, Acetobacter pomorum, Comensalibacter intestini y Enterococcus faecalis, las moscas perdieron por completo la necesidad de comer más proteínas.
Los investigadores encontraron que los niveles de aminoácidos de las moscas seguían siendo bajos, lo que indica que las bacterias no simplemente estaban reemplazando los nutrientes que faltaban en la dieta de las moscas produciendo los aminoácidos por sí mismas. En cambio, los microbios funcionaban como pequeñas fábricas metabólicas, transformando los alimentos que obtenían en nuevos productos químicos: metabolitos que los investigadores creen que podrían estar diciéndole al animal huésped que podría continuar sin los aminoácidos. Como resultado de este truco microbiano, las moscas pudieron continuar reproduciéndose, por ejemplo, a pesar de que una deficiencia de aminoácidos generalmente dificulta el crecimiento y la regeneración celular y, por lo tanto, la reproducción, explica Ribeiro.
Dos tipos de bacterias fueron particularmente eficaces para influir en el apetito de las moscas de esta manera: Acetobacter y Lactobacillus. Aumentar ambos fue suficiente para suprimir los antojos de proteínas de las moscas y aumentar su apetito por el azúcar. Estas dos bacterias también restauraron las capacidades reproductivas de las moscas, lo que indica que sus cuerpos estaban llevando a cabo funciones normales que normalmente se restringen cuando hay una deficiencia nutricional. «La forma en que el cerebro maneja esta compensación de la información nutricional es muy fascinante, y nuestro estudio muestra que el microbioma juega un papel clave para decirle al animal qué hacer», dice Ribeiro.
A continuación, el equipo eliminó una enzima necesaria para procesar el aminoácido tirosina en las moscas, por lo que es necesario que las moscas obtengan tirosina a través de su comida, al igual que otros aminoácidos esenciales. Sorprendentemente, encontraron que el Acetobacter y el Lactobacilo eran incapaces de suprimir el deseo de tirosina en las moscas modificadas. «Esto demuestra que el microbioma intestinal ha evolucionado para valorar solo la ingesta normal de aminoácidos esenciales», explica Ribeiro.
La investigación agrega una nueva perspectiva sobre la coevolución de microbios y sus huéspedes. «Los hallazgos muestran que hay una vía única que ha coevolucionado entre los animales y las bacterias residentes en su intestino, y hay una comunicación de abajo hacia arriba sobre la dieta», dice Jane Foster, neurocientífica de la Universidad McMaster en Ontario y no asociada con el estudio.
Aunque la investigación no especifica el mecanismo exacto de comunicación, Ribeiro piensa que podría adoptar diferentes formas. La sólida evidencia del estudio indica que los metabolitos derivados de microbios transportan información desde el intestino hasta el cerebro, diciéndole al huésped si necesita un tipo particular de alimento. «Uno de los grandes misterios evolutivos es por qué perdimos la capacidad de producir aminoácidos esenciales», dice. «Tal vez estos metabolitos dieron a los animales más margen de maniobra para ser independientes de estos nutrientes y para lidiar sin ellos a veces.»
Los microbios pueden tener sus propias razones evolutivas para comunicarse con el cerebro, agrega. Por un lado, se alimentan de lo que come el animal huésped. Por otro lado, necesitan que los animales anfitriones sean sociales para que los huéspedes puedan propagarse a través de la población. Los datos se limitan a modelos animales hasta el momento, pero Ribeiro cree que la comunicación intestino-cerebro puede proporcionar un terreno fértil para desarrollar tratamientos para humanos en el futuro. «Es una ventana terapéutica interesante que podría utilizarse para mejorar los comportamientos relacionados con la dieta algún día», dice.
