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Alteraciones en la microbiota asociada a la mucosa intestinal del modelo de autismo inducido por ácido valproico en rata
Alterations in the intestinal mucosal-associated microbiota in the valproic acid-induced rat model of autism
Eugenio Leyva Figueroa
NADIA LIZETH CARAM SALAS
Acceso Abierto
Atribución
Autismo, Microbiota, Modelo animal, Conducta, Eje microbiota-intestino-cerebro
Autism, Microbiota, Animal Model, Behavior, Microbiota-gut-brain axis
Los trastornos del espectro autista, conocidos como autismo, son condiciones del neurodesarrollo caracterizadas por dificultades en la comunicación e interacción social, y por comportamientos e intereses restrictivos. Estas condiciones se asocian con comorbilidades conductuales, como la ansiedad y la hiperactividad, y no conductuales, como alteraciones gastrointestinales, inflamación y permeabilidad intestinal elevada. Investigaciones recientes han demostrado que la microbiota intestinal influye en estas comorbilidades y en los rasgos centrales del autismo a través del eje microbiota-intestino-cerebro. No obstante, los estudios convencionales se basan en muestras fecales o luminales (LAM), que no reflejan la microbiota adherida a la mucosa intestinal (MAM), la cual interactúa directamente con el huésped y está implicada en su salud. Este trabajo investiga alteraciones en la MAM de ratas con autismo inducido por ácido valproico (VPA), un modelo animal ampliamente utilizado. El modelo se indujo mediante la administración prenatal de 500 mg/kg de VPA, validándose a través de la caracterización de conductas asociadas con el autismo, incluyendo una disminución en la interacción social, aumento de conductas compulsivas y estereotipadas, así como ansiedad e hiperactividad. Posteriormente, se caracterizaron tanto la MAM como la LAM del modelo mediante metabarcoding. Los resultados revelaron disbiosis en la MAM del modelo, con menor diversidad y cambios en la composición bacteriana, lo que no se observó en la LAM. En ambas regiones, MAM y LAM, se observaron disminuciones en la abundancia de los géneros Coprococcus, Dorea y Oscillospiraceae UCG-003, relacionados, respectivamente, con ácidos grasos de cadena corta (SCFA), permeabilidad intestinal y depresión, alteraciones comunes en personas con autismo. Además, la MAM presentó una disminución en la abundancia de la familia Lachnospiraceae y el género Roseburia, ambos implicados en la producción de SCFA, además de un aumento de Turicibacter, un género relacionado con la serotonina. Estos hallazgos respaldan que el modelo VPA reproduce alteraciones en la microbiota intestinal similares a las del autismo. Además, que existen alteraciones especificas en la MAM que no se reflejan en la LAM, sugiriendo nuevas vías para estudiar el papel del eje microbiota-intestino-cerebro y desarrollar tratamientos para los problemas gastrointestinales y los rasgos centrales del autismo.
Autism spectrum disorders, commonly known as autism, are neurodevelopmental conditions characterized by difficulties in communication and social interaction, as well as restrictive behaviors and interests. These conditions are associated with behavioral comorbidities, such as anxiety and hyperactivity, and non-behavioral comorbidities, such as gastrointestinal disturbances, inflammation, and elevated intestinal permeability. Recent research has demonstrated that the gut microbiota influences these comorbidities and the core features of autism through the microbiota-gut-brain axis. However, conventional studies rely on fecal or luminal samples (LAM), which do not reflect the microbiota adhered to the intestinal mucosa (MAM), as this latter interacts directly with the host and is implicated in its health. This work investigates alterations in the MAM of rats with valproic acid (VPA)-induced autism, a widely used animal model. The model was induced through prenatal administration of 500 mg/kg of VPA, validated by characterizing behaviors associated with autism, including decreased social interaction, increased compulsive and stereotyped behaviors, as well as anxiety and hyperactivity. Subsequently, both the MAM and LAM of the model were characterized using metabarcoding. The results revealed dysbiosis in the MAM of the model, with lower diversity and changes in bacterial composition, which were not observed in the LAM. In both regions, MAM and LAM, decreases in the abundance of the genera Coprococcus, Dorea, and Oscillospiraceae UCG-003 were observed, which are respectively related to short-chain fatty acids (SCFA), intestinal permeability, and depression, common alterations in individuals with autism. Additionally, the MAM showed a decrease in the abundance of the Lachnospiraceae family and the Roseburia genus, both involved in SCFA production, along with an increase in Turicibacter, a genus related to serotonin. These findings support that the VPA model reproduces alterations in gut microbiota like those seen in autism. Furthermore, there are specific alterations in the MAM that are not reflected in the LAM, suggesting new pathways to study the role of the microbiota-gut-brain axis and develop treatments for gastrointestinal issues and the core traits of autism.
CICESE
2024
Tesis de maestría
Español
Leyva-Figueroa, E. 2024. Alteraciones en la microbiota asociada a la mucosa intestinal del modelo de autismo inducido por ácido valproico en rata. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 107 pp.
NEUROCIENCIAS
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