«Esta investigación es muy emocionante, porque la situación que hemos creado en estos ratones es muy similar a la que experimentan los humanos cuando se los trata con múltiples antibióticos», dice Satchidananda Panda, profesora del Laboratorio de Biología Reguladora de Salk y autora principal del artículo. «Ahora que conocemos estos efectos sobre el metabolismo de la glucosa, podemos buscar componentes del microbioma que los influyen.»
El microbioma es la colección de microorganismos que viven en el cuerpo de un animal, muchos de los cuales son esenciales para la salud. Estudios previos han demostrado que los ratones cuyos microbiomas son deficientes en ciertos tipos de bacterias tienen más probabilidades de desarrollar diabetes. También hay cierta evidencia de que ciertos microbios pueden ser protectores contra la diabetes.
«Muchos científicos que realizan experimentos de microbioma con ratones usan antibióticos para eliminar las bacterias antes de su intervención», dice Amir Zarrinpar, profesor asistente de la Universidad de California en San Diego y primer autor del artículo. «Demostramos que tal limpieza tiene un efecto tremendo en el metabolismo del ratón. Por lo tanto, algunos efectos metabólicos se pueden atribuir a este agotamiento en lugar de a la intervención.»
Los investigadores no se propusieron analizar específicamente cómo el agotamiento inducido por antibióticos influye en los niveles de glucosa. Querían observar los ritmos circadianos (24 horas) del metabolismo del ratón cuando el microbioma se agota. Este tipo de investigación a menudo se realiza con ratones criados en ambientes libres de gérmenes.
«Debido a que no teníamos acceso a estos ratones libres de gérmenes, decidimos agotar el microbioma utilizando antibióticos comunes de la clínica», dice Panda. Los investigadores utilizaron un cóctel de cuatro antibióticos diferentes en los ratones para hacerlo. «Esta debilidad, no tener el tipo adecuado de ratones, se convirtió en una fuerza que nos permitió hacer este descubrimiento inesperado», dice Panda.
Después de tratar a los ratones, los investigadores observaron que había una gran disminución en la diversidad de microorganismos presentes en sus intestinos, como se esperaba. Cuando observaron los metabolismos de los ratones, descubrieron que eran capaces de eliminar la glucosa de su sangre mucho más rápido de lo esperado.
Otros estudios mostraron que el tejido del colon en los ratones estaba actuando como una especie de sumidero para la glucosa, absorbiendo el azúcar extra y, por lo tanto, reduciendo sus niveles en la sangre. Este comportamiento se ajustaba a la observación de que los ratones tenían colon de gran tamaño.
Los investigadores descubrieron que estos cambios metabólicos estaban en realidad relacionados con cambios en la función hepática y con los ácidos biliares que liberaba el hígado. Los ratones no tuvieron cambios en la composición de la grasa corporal o en lo que comían, las dos cosas que normalmente influyen en el metabolismo de la glucosa y se sabe que desempeñan un papel en la diabetes tipo 2 en los seres humanos.
«No estamos sugiriendo que la diabetes tipo 2 se trate con antibióticos», explica Panda.
Zarrinpar añade: «Es interesante ver que hay una forma de manipular el microbioma para que el intestino produzca altos niveles de hormonas que hacen que el cuerpo sea más sensible a la insulina.»
Los siguientes pasos son observar cómo se están produciendo los cambios en el hígado y qué componente del microbioma está influyendo en los cambios. «Tal vez podríamos encontrar formas de apoyar el crecimiento de ciertos microbios intestinales e inducir estos cambios en la regulación de la glucosa en humanos», concluye Panda. «Ahora estamos un paso más cerca de traducir esta investigación.»