El Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBM, CSIC-UAM) ha comprobado que recuperar los niveles de butirato, una molécula generada por la microbiota intestinal y esencial para el equilibrio del organismo, mejora la función del intestino, el estado general de salud y la supervivencia de ratones afectados por enfermedades mitocondriales.
Estas enfermedades raras se originan por mutaciones genéticas que alteran el trabajo de las mitocondrias, orgánulos responsables de producir energía en las células. Este fallo puede comprometer órganos con gran demanda energética, como cerebro, corazón o musculatura, y manifestarse en síntomas como fatiga intensa, debilidad muscular o signos de envejecimiento precoz.
El trabajo del CBM, difundido en la revista ‘Nature Communications’, ha identificado una conexión directa entre la actividad de las mitocondrias y la microbiota intestinal. Este hallazgo abre nuevas posibilidades terapéuticas frente a estas patologías, que actualmente carecen de tratamientos curativos.
“Cuando las mitocondrias no funcionan bien, también se debilita la barrera intestinal, lo que altera el equilibro de la microbiota, es decir, de los microorganismos que viven en el intestino. Esto es clave, ya que dichos microorganismos cumplen funciones importantes para la salud: protegen el organismo e impiden que bacterias o sustancias potencialmente dañinas del intestino pasen a la sangre”, ha explicado la investigadora del CBM que ha liderado el estudio, María Mittelbrunn.
La desregulación de la microbiota debida al mal funcionamiento mitocondrial puede desencadenar varios trastornos de forma simultánea, un fenómeno conocido como multimorbilidad. Para analizar este mecanismo, el equipo científico generó un modelo murino con alteraciones en las mitocondrias.
En estos ratones se detectó una barrera intestinal deteriorada y, en consecuencia, una microbiota intestinal desequilibrada, con una menor presencia de bacterias beneficiosas. Así, los investigadores constataron que este desequilibrio reducía la producción de butirato, un metabolito clave para la salud intestinal, el metabolismo energético y la respuesta inmunitaria.
Ante estos datos, el grupo se centró en cómo restaurar la síntesis de butirato para evaluar su impacto positivo en los modelos animales.
Beneficios observados en los modelos de ratón
En una primera fase, el equipo trasplantó microbiota intestinal sana a los ratones con enfermedad mitocondrial. “El tratamiento permitió restaurar los niveles de butirato y aumentó de forma significativa la esperanza de vida de los animales”, ha destacado el investigador del CBM Manuel Montero Gómez de las Heras, autor del estudio.
Posteriormente, ensayaron una intervención más directa, basada en incorporar tributirina a la alimentación, un compuesto que el organismo convierte en butirato. Los datos obtenidos indicaron que este abordaje frenaba la pérdida de peso de los ratones, incrementaba su fuerza muscular, mejoraba la función renal y alargaba su supervivencia.
Según ha añadido Manuel Montero, también observaron que el butirato provoca cambios en el funcionamiento de las células intestinales que ayudan a reforzar la barrera intestinal y a reducir el daño celular asociado al estrés oxidativo, un proceso en el que se acumulan moléculas muy reactivas que pueden dañar distintos componentes de las células.
El equipo científico subraya que estos resultados confirman la importancia de la interacción entre mitocondrias y microbiota intestinal en el desarrollo de enfermedades vinculadas al déficit funcional mitocondrial. Además, apuntan que impulsar estrategias destinadas a recuperar moléculas beneficiosas producidas por la microbiota, como el butirato, podría abrir oportunidades para mejorar la calidad de vida de los pacientes.
En esta investigación han participado también la Universidad de Michigan (Estados Unidos), el Instituto de Investigación en Ciencias de la Alimentación (CIAL, CSIC-UAM) y el Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares. El proyecto ha sido financiado por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades y por la Unión Europea a través del Consejo Europeo de Investigación.