Los microorganismos son esenciales para el normal desarrollo social en el pez cebra a través de su influencia en las conexiones neuronales en el cerebro en desarrolló según un estudio publicado por Joseph Bruckner de la University of Oregon, y sus colegas.
Las larvas del pez cebra tienen una piel transparente, lo que ofrece a los investigadores una rara “ventana” al desarrollo neuronal.
En una serie de experimentos, los investigadores estudiaron el desarrollo neuronal y social de las larvas de pez cebra criadas con o sin la presencia de su microbiota normal durante los primeros siete días de desarrollo.
Los investigadores descubrieron que el comportamiento social de las larvas en el día 14 fue inhibido por la ausencia temprana de microbios, a pesar de que la microbiota normal de las larvas se restauró una semana antes.
En comparación con los peces hermanos con una microbiota normal, los cerebros de las larvas de pez cebra libres de gérmenes tenían menos células inmunes llamadas microglia en sus cerebros anteriores y patrones de ramificación neuronal más densos y complejos.
La secuenciación de ARN de una sola célula mostró que su microglía también tenía niveles más bajos del complemento c1q, un gen involucrado en las conexiones neuronales llamadas sinapsis.
La reducción genética de la microglía sin afectar a la microbiota produjo resultados similares, aumentando la densidad neuronal y la ramificación en relación con los peces del grupo control.
El desarrollo neural y social normal se restableció en larvas libres de gérmenes al agregar cualquiera de varios grupos bacterianos diferentes nativos del intestino del pez cebra, lo que indica que la actividad de poda microglial es sensible a una característica común a muchos tiempos de bacterias.
El estudio es el primero en demostrar que la microglía es necesaria para las conexiones neuronales en las larvas del pez cebra, y que una microbiota intacta es esencial para el comportamiento social de los peces.
Los resultados del estudio también muestran que existe una ventana de desarrollo crítico durante la primera semana de desarrollo larvario, durante la cual la microbiota estimula la localización microglial en el cerebro anterior donde se cortan las conexiones neuronales, dicen los autores.
Eisen agrega: “Las interacciones sociales son críticas para los animales y los humanos. Al estudiar las interacciones sociales del pez cebra, descubrimos que las bacterias simbióticas fomentan el comportamiento social al promover la capacidad de la microglía, las células inmunitarias del cerebro, para remodelar las neuronas ‘sociales’ previamente identificadas en el cerebro del pez cebra”.
Contacto
Philip Washbourne
Institute of Neuroscience, Department of Biology,
University of Oregon,
Eugene, Oregon, United States of America
Email: pwash@uoregon.edu (PW);
Judith S. Eisen
Institute of Neuroscience, Department of Biology,
University of Oregon,
Eugene, Oregon, United States of America
eisen@uoregon.edu (JSE)
Reference (open access)
Bruckner JJ, Stednitz SJ, Grice MZ, Zaidan D, Massaquoi MS, Larsch J, et al. (2022) The microbiota promotes social behavior by modulating microglial remodeling of forebrain neurons. PLoS Biol 20(11): e3001838. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001838
