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Categoría: Medicina

Influencia de los antibióticos en el cerebro

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Una nueva investigación de Martin Blaser, microbiólogo y experto en enfermedades infecciosas de la Universidad de Rutgers, y sus colegas, revela que los cambios en el eje intestino-cerebro por la exposición a los antibióticos en las primeras etapas de la vida pueden desempeñar un papel en el desarrollo del cerebro.

En un trabajo reciente, Blaser y su equipo demostraron que las dosis bajas de penicilina provocaron cambios sustanciales en la microbiota intestinal en ratones recién nacidos, así como cambios en la expresión génica en dos áreas clave del cerebro que afectan las vías subyacentes del neurodesarrollo.

En los EE. UU., la mayoría de las personas han recibido alrededor de tres ciclos de tratamiento con antibióticos cuando cumplen 2 años. En una investigación publicada a principios de este año con otros colegas, Blaser mostró que los niños expuestos a antibióticos tienen tasas más altas de asma, obesidad, diabetes tipo I y enfermedad celíaca, entre otras afecciones crónicas.

En la nueva investigación, Blaser y sus colegas usaron ratones para averiguar si los antibióticos afectaban el microbioma y la expresión génica de la vida temprana en la amígdala o la corteza frontal, dos áreas cerebrales clave para la función emocional y cognitiva.

Los investigadores administraron dosis subterapéuticas de penicilina a madres embarazadas oa crías de ratón desde el nacimiento, mientras que otro grupo de ratones no recibió ningún antibiótico. Cuando los investigadores evaluaron los microbiomas de los cachorros a las dos semanas de edad, observaron diferencias sustanciales entre los cachorros que recibieron antibióticos y los que no. Los ratones tratados con antibióticos carecían de algunas especies microbianas que dominaban en los intestinos de los ratones que no recibieron antibióticos.

Blaser y su equipo luego compararon los cambios de expresión génica en el cerebro entre los grupos de cachorros. El análisis de vías reveló que las vías relacionadas con el desarrollo neuronal y el compromiso del destino de las neuronas estaban reguladas al alza en los ratones que recibieron antibióticos. Una investigación de seguimiento vinculó los cambios que los investigadores observaron en el microbioma con los cambios en la expresión génica.

Blaser está de acuerdo en que el trabajo está en las primeras etapas. Él y sus colegas aún no han explorado cómo los cambios en el microbioma que observaron podrían afectar el cerebro. Blaser anotó que también es posible que el antibiótico pudiera haber tenido un efecto directo en el cerebro, en lugar de atravesar la microbiota. Planean sumergirse en los detalles mecánicos con futuros experimentos.

Descubiertas nuevas interacciones del SARS-CoV-2 con las células humanas

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Si el coronavirus fuera un buque de carga, necesitaría entregar su contenido en un muelle para infectar la isla anfitriona. El primer paso de la infección sería anclar junto al muelle, y el segundo paso sería amarrarlo al muelle para acercar el barco lo suficiente como para instalar una pasarela y descargar. La mayoría de los tratamientos y vacunas se han centrado en bloquear la capacidad del barco para anclar, pero el siguiente paso es otro objetivo potencial. Una nueva investigación en la Universidad de Illinois aborda los detalles moleculares de este segundo paso, que podría informar el diseño de medicamentos que lo bloquean.

Para infectar nuestras células, el virus que causa COVID-19, SARS-CoV-2, primero adhiere una molécula a la superficie de nuestra célula, pero luego tiene que fusionarse con las células humanas. Antes de la pandemia, se estaban estudiando las interacciones de las moléculas que se adhieren y se insertan en las membranas celulares, y cuando el COVID-19 comenzó a extenderse, se cambiaron rápidamente los estudios para comprender cómo el SARS-CoV-2 se fusionaba con las células.

Una pequeña región de la proteína espiga externa del SARS-CoV-2 llamada «péptido de fusión«, se inserta en la membrana de la célula humana para comenzar el proceso de fusión. Los científicos conocían la ubicación y la forma aproximada del péptido de fusión; sin embargo, no sabían exactamente cómo interactuaba y penetraba en la membrana celular humana y si habría cambios en su forma cuando se pegara a la membrana. Sin conocer las interacciones tridimensionales entre el péptido de fusión SARS-CoV-2 y la membrana celular, no es posible diseñar fármacos que interrumpan específicamente esa interacción.

Mediante simulaciones por computadora, el equipo fusionó lo que se sabe sobre el péptido de fusión SARS-CoV-2 con las estructuras y comportamientos tridimensionales establecidos de otros péptidos de fusión de coronavirus y simuló su interacción con un modelo de membrana celular humana. Sus simulaciones revelan cómo el péptido de fusión SARS-CoV-2 interactúa y penetra en la membrana celular.

Debido a que su modelo es teórico, el siguiente paso es repetir sus experimentos informáticos en el laboratorio con piezas de SARS-CoV-2 y membranas celulares. Pero habiendo revelado ya partes del péptido de fusión que probablemente sean críticas para su función, esos experimentos probablemente se completarán más rápido y de manera más eficiente. Después de eso, será posible comenzar a probar medicamentos que interrumpan la interacción y podrían ayudar a bloquear el acoplamiento del SARS-CoV-2 en nuestras células.