Científicos del Hospital de Investigación Infantil St. Jude, en Estados Unidos, han descubierto cómo las piezas de la pared celular bacteriana atraviesan la placenta y entran en el desarrollo de las neuronas, alterando la anatomía del cerebro del feto y el funcionamiento cognitivo después del nacimiento.
Los hallazgos en un modelo experimental, que se detallan en Cell Host & Microbe, proporcionan un posible mecanismo que podrían ser la base de la asociación entre infecciones maternas bacterianas durante el embarazo y un mayor riesgo de autismo y otros problemas cognitivos en los niños. La investigación plantea preguntas acerca de qué clase de antibióticos se debe utilizar para el tratamiento de estas infecciones.
'El descubrimiento fue inesperado debido a que en los niños y los adultos las infecciones neumocócicas pueden conducir a la meningitis y la muerte de las neuronas-- afirma la autora del estudio, Elaine Tuomanen, directora del Departamento de Enfermedades Infecciosas de St. Jude--. Este estudio en un modelo experimental animal de la infección bacteriana encontró que el periodo prenatal es todo lo contrario. La evidencia sugiere que las infecciones maternas causan un evento de señalización que lleva a la proliferación y la reorganización de las neuronas en el cerebro en desarrollo que es defectuoso de alguna manera, tal vez debido al hacinamiento'.
Los científicos demostraron que las piezas de la pared celular bacteriana cruzan la placenta y se desplazan al cerebro del feto, lo que provoca la proliferación de las neuronas inmaduras. La evidencia sugiere que la proliferación fue provocada por una vía no reconocida previamente que implica al sistema inmune innato y una proteína que regula la expresión génica. La proliferación resultó en un aumento del 50 por ciento de las neuronas en una región del cerebro en desarrollo que se convierte en la corteza, que es responsable del pensamiento, la acción y otras funciones más elevadas.
Los investigadores también informan que los animales expuestos a la pared celular bacteriana en el desarrollo fetal temprano se desenvolvieron más tarde por debajo de la media en las mediciones de memoria y función cognitiva. Los autores hallaron pruebas de que el tratamiento de la infección materna por el antibiótico ampicilina, que destruye las bacterias y envía las piezas de la pared celular al torrente sanguíneo, condujo a un aumento neuronal similar.
Tuomanen señala que los resultados plantean preguntas acerca de qué clase de antibióticos deben emplearse para tratar las infecciones bacterianas durante el embarazo. 'Este estudio sugiere que los antibióticos como la ampicilina que provocan la destrucción de la bacteria y liberan la pared celular pueden generar cambios en el cerebro en desarrollo -dice--. Estos cambios no se produjeron en los ratones tratados con antibióticos como clindamicina que matan sin liberar la pared celular'.
'Se necesitan estudios adicionales para entender el impacto a largo plazo de las diferentes clases de antibióticos en los resultados del embarazo', resalta Tuomanen, cuyo equipo trabajó con células cultivadas en el laboratorio y ratones. Así, los autores mostraron cómo piezas de la pared celular del neumococo se unen a PAFR para atravesar la placenta y entrar en el cerebro fetal.
Allí, en lugar de desencadenar la inflamación y la muerte celular, en cuestión de horas la pared celular bacteriana había cambiado la expresión de la proteína FoxG1, que es un factor de transcripción que impulsa la proliferación neural. La proliferación se produjo pronto en el embarazo y de manera profunda en una región del cerebro llamada la zona ventricular. En cuestión de días, los investigadores documentaron un aumento del 50 por ciento en las neuronas de la placa cortical, que se convierte en la corteza.
Un componente del sistema inmune innato jugó un papel clave en la conducción de la proliferación en lugar de la inflamación. La proteína llamada TLR2 ayuda a las células a reconocer y defenderse de las bacterias. La evidencia de este estudio sugiere que TLR2 se asocia con una proteína relacionada, TLR6, para impulsar la proliferación en respuesta a la pared celular bacteriana.
Sin TLR2, las neuronas fetales inmaduras no proliferaron. La proliferación no se produjo en los ratones fetales que carecían de PAFR o TLR2, lo que sugiere que ambas proteínas desempeñan un papel en la respuesta del cerebro a la pared celular bacteriana.