Investigadores de la Universidad de Calgary diseñaron un novedoso sistema de obtención de imágenes y preparación experimental que les permitió registrar la actividad del sistema nervioso entérico en ratones. La nueva técnica permite a los investigadores registrar lo que a veces se denomina el cerebro del intestino durante los complejos procesos de digestión y eliminación de desechos.
Esta forma completamente diferente de realizar experimentos nos permite comprender mejor la complejidad de las interacciones nerviosas que regulan y coordinan las respuestas del sistema nervioso intestinal. Nos abre nuevas vías para comprender lo que realmente está sucediendo, y eso nos ayudará a comprender mucho mejor las enfermedades y los trastornos gastrointestinales”.
Dr. Wallace MacNaughton, PhD, co-investigador principal
Las neuronas, o células nerviosas, incrustadas en la pared del intestino controlan con precisión sus movimientos. El equipo usó ratones genéticamente codificados con etiquetas fluorescentes, por lo que las neuronas en el sistema nervioso del intestino se “iluminaban”, brillando de color verde bajo los microscopios, cada vez que se activaban las neuronas. Las imágenes ya están proporcionando nuevos conocimientos.
“Esta ola de excitación alrededor de la circunferencia del intestino y el cambio en la excitabilidad neuronal nunca se habían visto antes”, dice el Dr. Keith Sharkey, PhD, co-investigador principal. “Cuando el intestino está distendido, los circuitos nerviosos responden de formas totalmente diferentes a cuando el intestino está relajado”.
El estudio del equipo es el primero que muestra, en una preparación intestinal intacta, el papel de la distensión física del intestino en el control de cómo se coordina toda la red neuronal en el intestino. Los hallazgos publicados en el Revista de fisiología incluyen instrucciones sobre cómo replicar la técnica que Sharkey describe como unir la tecnología con la biología.
“Queríamos que todos los investigadores tuvieran acceso a este enfoque”, dice Sharkey. “Obtener una mejor comprensión de la fisiología del intestino es fundamental para poder comprender qué sucede cuando no funciona correctamente y para desarrollar tratamientos efectivos”.
Las poblaciones de neuronas, la arquitectura neuronal y la forma en que se organiza el intestino son prácticamente idénticas en el intestino del ratón y en el intestino humano. Esto hace que sea muy probable que ocurran procesos similares en el intestino humano, dicen los investigadores.
Los trastornos gastrointestinales (GI), como el síndrome del intestino irritable y la enfermedad de Crohn, afectan del 10 al 20 por ciento de la población de América del Norte y cuestan miles de millones de dólares en atención médica. Sin embargo, debido a que los trastornos gastrointestinales son poco conocidos, los tratamientos actuales funcionan solo para una fracción de pacientes, pueden perder su eficacia con el tiempo o causar efectos secundarios graves.
Sharkey y MacNaughton ahora planean investigar cómo los probióticos, la inflamación y la infección bacteriana alteran el control y la coordinación del sistema nervioso intestinal en ratones.
“Esto nos brinda un modelo que puede ayudarnos a probar nuevos enfoques para tratar enfermedades gastrointestinales en personas en algún momento en el futuro”, dice MacNaughton.
Los coautores del estudio, el Dr. Jean-Baptiste Cavin, PhD, y el Dr. Preedajit Wongkrasant, PhD, fueron fundamentales en el diseño del sistema experimental y el perfeccionamiento de las técnicas.
Fuente:
Referencia de la revista:
Cavin, JB., et al. (2023) La distensión intestinal orquesta la actividad neuronal en el sistema nervioso entérico de ratones adultos. El Diario de Fisiología. doi.org/10.1113/JP284171.
