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La conexión entre el intestino y el cerebro: ¿Cómo afecta la salud intestinal a nuestra función neurológica?

Ingenieros, médicos y biólogos han unido fuerzas para crear una plataforma con el fin de estudiar el vínculo entre la flora intestinal bacteriana y el sistema nervioso central.

Salud

Después de décadas de investigación, sigue sin conocerse la mayoría de las causas u orígenes de los trastornos neurodegenerativos como el Alzheimer o la enfermedad de Parkinson. La investigación sobre la conexión entre los microorganismos del tracto digestivo y el cerebro de los seres humanos, conocido como eje microbiota-intestino-cerebro, se ha intensificado en los últimos años. Este eje ha atraído especial atención en los campos que se centran en la base biológica y fisiológica de los trastornos psiquiátricos, neurodegenerativos, relacionados con la edad, y del desarrollo neurológico. Aunque hay una gran cantidad de datos que analizan el impacto de la microbiota en la funcionalidad del cerebro, el papel de la microbiota en la neurodegeneración no es fácil de explicar. En este sentido, el proyecto MINERVA, financiado con fondos europeos, tiene como objetivo desarrollar una plataforma tecnológica para investigar la relación entre la microflora intestinal y la funcionalidad del cerebro en condiciones normales y patológicas. El sitio web del proyecto hace referencia a «la falta de un modelo exhaustivo del eje microbiota-intestino-cerebro capaz de abarcar la complejidad de los modelos “in vivo” con la simplicidad de las herramientas “in vitro“». A lo que añade: «En MINERVA, se abordará esta brecha mediante el uso de un enfoque innovador creado mediante bioingeniería, explorando de una forma completamente nueva la relación entre la neurodegeneración y la microflora intestinal del ser humano».

Nuevos laboratorios

Recientemente, se ha presentado a la comunidad científica dos nuevos laboratorios (de tecnobiología) de la Universidad Politécnica de Milán, sede del proyecto MINERVA y beneficiaria del mismo. En una nota de prensa publicada en «EurekAlert!» se afirma: «El propósito principal de los laboratorios de tecnobiología es la creación de dispositivos tecnológicos de vanguardia y modelos celulares para el estudio de mecanismos bioquímicos en los que participan múltiples órganos y sistemas biológicos de nuestro organismo, tanto en condiciones normales como patológicas». Según la misma nota de prensa, los laboratorios facilitarán la cooperación entre ingenieros e investigadores de las ciencias de la vida «para el desarrollo de dispositivos de órgano en un chip capaces de albergar modelos “in vitro” avanzados basados en células (laboratorio MINERVA) y bacterias (laboratorio ATHENA) en dos y tres dimensiones». Citada en la nota de prensa, la profesora Carmen Giordano, investigadora principal del proyecto MINERVA, afirma: «Creemos que esta nueva unidad experimental se convertirá en un ejemplo ético de un área de trabajo interdisciplinar en la que ingenieros, biólogos, biotecnólogos y médicos trabajan juntos para enfrentarse a nuevos retos tecnológicos y científicos complejos». Un artículo reciente en la revista «Trends in Molecular Medicine» explica el concepto de órgano en un chip. «La nueva frontera de la investigación en ingeniería biológica utiliza sistemas microfluídicos, llamados “órganos en un chip”, que combinan la tecnología de laboratorio en un chip con el cultivo organotípico en tres dimensiones. Los órganos en un chip son biorreactores en miniatura de dimensiones milimétricas con una perfusión continua del medio de cultivo». Según el mismo artículo, además de imitar aspectos funcionales de estados fisiopatológicos en tejidos y órganos, estos sistemas «también ayudan a evaluar los efectos de agentes terapéuticos, disminuyendo costes y mejorando el rendimiento en comparación con modelos animales, con la ventaja de crear menos preocupaciones éticas».

Modelos diseñados

Está previsto que el proyecto en curso MINERVA (MIcrobiota-Gut-BraiN EngineeRed platform to eVAluate intestinal microflora impact on brain functionality) finalice en 2022. Tal y como se indica en un informe periódico en CORDIS, las expectativas son que MINERVA «proporcione: 1) la primera plataforma validada diseñada que representa el eje microbiota-intestino-cerebro; 2) tres nuevos modelos “in vitro“ de microbiota, intestino y cerebro; 3) dos nuevos modelos de células cerebrales en tres dimensiones; y 4) nueva información para aclarar el mecanismo bioquímico de la neurodegeneración en relación con la microbiota». Con la visión de MINERVA, los científicos que participan en el proyecto esperan que los trastornos neurodegenerativos se beneficien de estrategias novedosas, rentables, poco invasivas, preventivas y terapéuticas basadas en la gestión de la microbiota. Para obtener más información, consulte: Sitio web del proyecto MINERVA

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Italia

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