El intestino no solo cumple funciones digestivas. También es un espacio donde el sistema nervioso interactúa de forma constante con millones de microorganismos. Ahora, un equipo del Massachusetts Institute of Technology logró explicar cómo las neuronas pueden distinguir entre bacterias útiles y peligrosas, un mecanismo clave para la supervivencia y el equilibrio del organismo.
El hallazgo se obtuvo a partir de experimentos con Caenorhabditis elegans, un pequeño gusano ampliamente utilizado en investigación. Aunque se trata de un organismo simple, los científicos sostienen que los mecanismos identificados podrían estar presentes en especies más complejas, incluidos los humanos.
El estudio, publicado en la revista Current Biology, muestra cómo el análisis de organismos simples puede revelar principios fundamentales de la biología.
Una comunicación directa entre bacterias y neuronas
Las neuronas del sistema digestivo pueden detectar bacterias a través de señales químicas específicas. Esto permite al organismo reconocer cuáles son beneficiosas, evitar las dañinas y ajustar su comportamiento en consecuencia, como modificar la alimentación o activar respuestas defensivas.
Hasta ahora, se sabía que el microbioma —el conjunto de microorganismos que habitan el cuerpo— influye en la salud, incluso en el estado de ánimo o en enfermedades neurológicas. Sin embargo, no estaba claro cómo se producía esa comunicación a nivel biológico.
Este estudio aporta una pieza clave: muestra de qué manera las bacterias “envían señales” que las neuronas pueden interpretar.
El equipo, liderado por Cassi Estrem y dirigido por Steven Flavell en el Picower Institute del MIT, eligió este nematodo porque se alimenta exclusivamente de bacterias. Esto lo convierte en un modelo ideal para analizar cómo un organismo diferencia entre distintos tipos de microorganismos. Su sistema nervioso, aunque simple, está altamente especializado para esta tarea.
Los investigadores identificaron que una neurona específica, llamada NSM, cumple un rol central en este proceso. Está ubicada en el sistema digestivo y se activa cuando el organismo detecta bacterias adecuadas para su consumo.
Cuando esto ocurre, el animal reduce su movimiento y se concentra en alimentarse. En cambio, si el entorno contiene bacterias dañinas, evita ingerirlas. Este comportamiento muestra cómo una sola célula nerviosa puede influir en decisiones clave para la supervivencia.
Las señales químicas que activan la respuesta
El estudio reveló que la neurona NSM funciona gracias a estructuras llamadas canales iónicos, que responden a cambios químicos en el entorno. En términos simples, son como “sensores” que detectan determinadas moléculas.
Los científicos analizaron distintos tipos de bacterias y descubrieron que la clave no está en su ADN o en sus proteínas, sino en ciertos compuestos de su superficie. Entre ellos, se destacan los polisacáridos, sustancias complejas que recubren a muchas bacterias. En particular, el peptidoglucano —presente en bacterias grampositivas— fue identificado como una señal importante para activar la neurona.
Cuando estos compuestos están presentes, el sistema nervioso desencadena respuestas como aumentar la alimentación o reducir el desplazamiento.
Cómo el organismo evita bacterias peligrosas
El equipo también estudió cómo el organismo detecta y rechaza microbios dañinos. Para ello, utilizaron la bacteria Serratia marcescens, que puede resultar perjudicial. Descubrieron que algunas variantes producen un pigmento rojo llamado prodigiosina. Este compuesto bloquea la activación de la neurona NSM, lo que impide que el organismo consuma la bacteria.
Incluso cuando se añadió este pigmento a bacterias normalmente seguras, el efecto se mantuvo. Esto demuestra que el sistema nervioso no solo reconoce señales positivas, sino también mecanismos que inhiben la respuesta y permiten evitar riesgos.
Los investigadores destacan que muchos de los componentes identificados, como los canales iónicos, también existen en animales más complejos. Esto sugiere que mecanismos similares podrían operar en humanos.
El vínculo entre microbioma y cerebro es un área de creciente interés. Estudios previos han relacionado la composición bacteriana del intestino con trastornos como la depresión o enfermedades neurodegenerativas.
Comprender cómo se produce esta interacción a nivel celular podría ayudar a desarrollar nuevas estrategias terapéuticas.
Nuevas líneas de investigación en biomedicina
El descubrimiento abre la puerta a explorar cómo regular la relación entre bacterias y sistema nervioso. Esto podría traducirse en tratamientos que modulen el microbioma para mejorar la salud.
Además, plantea nuevas preguntas sobre cómo estas interacciones influyen en el comportamiento, la inmunidad y el funcionamiento del cerebro.
En un campo donde cada vez se reconoce más la importancia de los microorganismos en la salud, entender cómo el sistema nervioso los identifica y responde a ellos representa un paso clave hacia futuras aplicaciones clínicas.
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