Ciertos componentes del microbioma intestinal, que incluyen bacterias, arqueas, hongos y virus, están alterados en niños con trastorno del espectro autista, según indica un reciente estudio de la Universidad China de Hong Kong publicado en Nature Microbiology.
El trastorno del espectro autista es un trastorno neuropsiquiátrico complejo que afecta la comunicación, el comportamiento y las interacciones sociales. Sus causas exactas todavía no se conocen en detalle, aunque se ha planteado que en su desarrollo contribuyen tanto factores genéticos como ambientales .
El microbioma intestinal puede influir en la salud neurológica a través de la modulación del sistema inmunitario, la producción de metabolitos neuroactivos y la interacción con el sistema nervioso entérico. Teniendo en cuenta la importancia de este eje intestino-cerebro, en los últimos años, diferentes investigaciones han analizado la relación entre el microbioma intestinal y el trastorno del espectro autista. Así, se han identificado ciertas alteraciones en la composición bacteriana relacionadas con el trastorno. Sin embargo, estos estudios se han centrado principalmente en las bacterias, dejando en gran medida inexploradas otras poblaciones microbianas como arqueas, hongos y virus.
Un reciente estudio de la Universidad China de Hong Kong ha analizado de forma global el microbioma intestinal, con resultados que mejoran la comprensión entre la relación del microbioma y el trastorno del espectro autista y ofrecen biomarcadores para el diagnóstico de este trastorno.
Metagenómica para investigar el microbioma del trastorno del espectro autista
La secuenciación metagenómica es una técnica avanzada que permite identificar y caracterizar todos los microorganismos presentes en una muestra a partir de su material hereditario, sean bacterias, arqueas, hongos o virus.
Los investigadores utilizaron esta estrategia para analizar muestras fetales de 1625 niños y niñas, con trastorno del espectro autista o neurotípicos, de cinco cohortes de China. De esta forma, identificaron y cuantificaron con precisión las diferentes especies microbianas presentes, así como sus genes y vías metabólicas, en el rango de neurodiversidad marcado por los diferentes niños.
Además, para garantizar que los resultados fueran precisos y no estuvieran sesgados por otras variables, el equipo consideró factores adicionales como la dieta, la edad, la medicación y la comorbilidad.
Diferencias en diversidad y abundancia de especies del microbioma intestinal
El análisis reveló alteraciones significativas en el microbioma de los niños con trastorno del espectro autista en comparación con los neurotípicos. Específicamente, se encontró que 14 especies de arqueas, 51 de bacterias, 7 de hongos, 18 virus, 27 genes microbianos y 12 vías metabólicas mostraban diferencias de abundancia entre niños neurotípicos y niños con trastorno del espectro autista. Los investigadores detectaron una disminución en la diversidad de estas poblaciones microbianas en niños con trastorno del espectro autista, así como una disminución generalizada en la abundancia de muchas especies, más pronunciada en las comunidades bacterianas.
Entre los hallazgos más significativos, el equipo descubrió también dos rutas de biosíntesis reducidas en niños con trastorno del espectro autista en comparación con los niños neurotípicos: las correspondientes al ubiquinol-7 y el difosfato de tiamina, dos metabolitos importantes para la salud mental. Este resultado es relevante porque se ha visto que el ubiquinol mejora los síntomas en niños con trastorno del espectro autista y la síntesis deficiente de difosfato de tiamina se ha asociado con el trastorno del espectro autista y otros trastornos mentales en estudios tanto en animales como en humanos.
Además, se detectó una asociación negativa entre el trastorno del espectro autista y una ruta reguladora del ácido 4-aminobutírico (GABA), un neurotransmisor esencial del sistema nervioso central de los mamíferos, también relacionado con el trastorno del espectro autista en estudios previos.
La principal limitación de los datos obtenidos es que no se pudo establecer una causa-efecto de la correlación entre la alteración del microbioma y el autismo. Es decir, no se pudo evaluar un papel causal para estas alteraciones observadas en el desarrollo del trastorno.
Aplicaciones en diagnóstico y desarrollo de terapias
Los resultados del estudio tienen varias aplicaciones potenciales. En primer lugar, el modelo de 31 marcadores microbianos identificados podría utilizarse en el futuro para desarrollar pruebas diagnósticas más precisas y no invasivas para el trastorno del espectro autista.
Mediante el uso de técnicas de aprendizaje automático, los investigadores desarrollaron un modelo basado en los 31 marcadores microbianos y funcionales, con potencial para el diagnóstico del trastorno del espectro autista. De momento, este modelo mostró una mayor precisión diagnóstica en la identificación de trastorno del espectro autista en comparación con anteriores modelos que consideraban solo un reino microbiano (como bacterias o arqueas). Además, mostró resultados consistentes en los cinco grupos de niños analizados.
Por otra parte, a partir de las rutas biológicas alteradas identificadas los investigadores también proponen posibles estrategias de desarrollo terapéutico. El estudio sugiere que las vías de biosíntesis del ubiquinol-7 y del difosfato de tiamina, menos abundantes en niños con trastorno del espectro autista, podrían convertirse en nuevas dianas terapéuticas de tratamientos dirigidos basados en la modulación del microbioma.
«Lo interesante de este estudio es que abre la posibilidad de investigar vías bioquímicas específicas y su impacto en los distintos rasgos autistas”, ha destacado Bhismadev Chakrabarti, director del Centro de Autismo de la Universidad de Reading, que no ha participado en el estudio, a Science Media Center. “También podría ofrecer nuevas maneras de detectar el autismo, si los marcadores microbianos refuerzan la capacidad de las pruebas genéticas y de comportamiento para detectar el autismo. Una futura plataforma que pueda combinar evaluaciones genéticas, microbianas y microbianas y conductuales sencillas podría ayudar a subsanar las deficiencias en la detección”. El investigador destaca también que “con los resultados de este estudio, la lente a través de la cual vemos la microbiota dentro del autismo se ha ampliado de forma definitiva”.
Artículo científico:
Ng S, et al. Multikingdom and functional gut microbiota markers for autism spectrum disorder. Nature. 2024. DOI: http://dx.doi.org/10.1038/s41564-024-01739-1
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