MADRID, 14 Ago. (EUROPA PRESS) -
Un nuevo estudio de los científicos del Scripps Research, en Estados Unidos, muestra cómo las neuronas sensoriales controlan el tracto gastrointestinal, información crítica que podría dar forma a nuestra comprensión de las enfermedades y trastornos relacionados.
El trabajo, publicado en la revista 'Cell', utilizó una combinación de datos clínicos humanos y modelos animales para revelar que el receptor PIEZO2 controla el tránsito gastrointestinal a través del estómago, el intestino delgado y el colon al percibir la presencia de alimentos y ralentizar en consecuencia el ritmo de la motilidad intestinal.
Estos hallazgos podrían conducir a aplicaciones terapéuticas para una serie de afecciones gastrointestinales, como la enfermedad inflamatoria intestinal y el síndrome del intestino irritable.
"PIEZO2 desempeña un papel crucial en la fisiología gastrointestinal y es necesario para el funcionamiento normal del intestino", afirma el autor principal Ardem Patapoutian, profesor del Centro de Neurociencia Dorris en Scripps Research e investigador del Instituto Médico Howard Hughes.
Patapoutian recibió el Premio Nobel de Fisiología en 2021 por descubrir que PIEZO2 y un receptor relacionado, PIEZO1, son necesarios para que las células respondan a estímulos mecánicos. "Los alimentos y otros contenidos ingeridos activan PIEZO2, que a su vez ralentiza drásticamente el tránsito intestinal", señala.
El tiempo de tránsito intestinal --la velocidad a la que los alimentos se desplazan por nuestro tracto gastrointestinal-- es esencial para la digestión, la absorción de nutrientes y la eliminación de residuos.
Una digestión óptima requiere un tiempo de tránsito óptimo: si es demasiado lento, se acaba sufriendo estreñimiento; si es demasiado rápido, se corre el riesgo de sufrir diarrea. Hasta ahora no se sabía muy bien cómo las vías sensoriales dirigían este proceso.
El equipo de Patapoutian decidió investigar si la entrada sensorial del receptor PIEZO2 desempeña un papel en la motilidad intestinal. Las proteínas PIEZO2 se activan por fuerzas mecánicas o presión y se encuentran en todo el organismo, aunque su papel en la motilidad gastrointestinal no se había explorado antes.
Los receptores PIEZO2 también intervienen en la detección del grado de inflado de los pulmones o de llenado de la vejiga, por lo que resulta lógico que también puedan detectar la distensión del tracto gastrointestinal.
"Queríamos conocer las consecuencias de la falta de esta mecanosensación y saber si las personas sin PIEZO2 tienen problemas gastrointestinales", explica la doctora Rocío Servín-Vences, primera autora del estudio y becaria postdoctoral en el laboratorio Patapoutian del Scripps Research y el Instituto Médico Howard Hughes.
Los seres humanos nacen a veces, aunque raramente, sin genes PIEZO2 funcionales, y el estudio de estos individuos proporciona una ventana a la función de la proteína.
En colaboración con el equipo de Alexander Chesler, de los Institutos Nacionales de la Salud (NIH), los investigadores evaluaron la salud gastrointestinal y el historial médico de una cohorte de 12 humanos, con edades comprendidas entre los 9 y los 42 años, portadores de variantes no funcionales del gen PIEZO2.
En comparación con los miembros de la población general, los individuos con deficiencia de PIEZO2 presentaban una serie de disfunciones gastrointestinales, como heces grumosas y acuosas. En particular, seis de los individuos declararon que no podían percibir los movimientos intestinales, y cinco afirmaron utilizar medicamentos para aliviar las molestias gastrointestinales.
"La disfunción gastrointestinal descrita por estas personas con deficiencia de PIEZO2 era sorprendente --recuerda Servin-Vences--. Sugiere que los individuos deficientes en PIEZO2 tienen alterada la sensibilidad de la función intestinal, lo que afecta a su calidad de vida, y también que el canal mecanosensible PIEZO2 desempeña un papel crucial en la fisiología y fisiopatología gastrointestinal humana".
Para explorar el mecanismo por el que PIEZO2 rige la fisiología intestinal, los investigadores recurrieron a modelos animales. Descubrieron que cuando se eliminaba PIEZO2 de las neuronas sensoriales, los ratones tenían tiempos de tránsito intestinal mucho más rápidos, defecaban con más frecuencia y sus heces tenían un mayor contenido en agua.
Dado que PIEZO2 se expresa en múltiples grupos de neuronas que inervan el intestino, los investigadores también querían determinar qué vía neuronal es responsable de controlar el tiempo de tránsito intestinal.
Utilizando herramientas genéticas y virales para desactivar selectivamente PIEZO2 en dos vías neuronales --los ganglios nodosos y los ganglios de la raíz dorsal--, los investigadores pudieron demostrar que las neuronas de los ganglios de la raíz dorsal son las únicas responsables del control de la motilidad intestinal.
"Fue muy sorprendente que las neuronas de los ganglios de la raíz dorsal, pero no las de los ganglios nodosos, tuvieran una función homeostática en la motilidad intestinal --explica Servin-Vences--. Se sabe que los ganglios nodosos regulan muchas funciones del intestino, los pulmones y el corazón, mientras que las neuronas de los ganglios de la raíz dorsal son más conocidas por inervar la piel y detectar la temperatura y el dolor".
El equipo también utilizó imágenes fluorescentes para demostrar que el control de la motilidad intestinal por PIEZO2 se produce a lo largo de todo el tracto gastrointestinal, desde el estómago hasta el intestino delgado y el colon.
Aunque se trata sólo de una primera aproximación al modo en que las neuronas sensoriales controlan la motilidad intestinal, los investigadores afirman que abre un abanico de nuevas cuestiones de investigación y la posibilidad de futuras terapias. Según Servin-Vences, los próximos pasos consistirán en evaluar cómo afectan a este complicado sistema la dieta, el estilo de vida, el estrés e incluso la microbiota.
"A largo plazo, si somos capaces de encontrar fármacos específicos que puedan inhibir o estimular el canal iónico, podríamos ser capaces de ajustar la motilidad intestinal, lo que tendría implicaciones muy importantes para los trastornos de la motilidad gastrointestinal", afirma Patapoutian.
