Investigación de la función de la microbiota en el eje intestinal del cerebro usando tecnologías de imagen y su aplicación clínica». Proyecto PROMETEO, Generalitat Valenciana. Coordinadora: Prof. Yolanda Sanz; Investigadores Principales (IP) del Instituto de Neurociencia: Dr. Santiago Canals y de la Universidad Politécnica de Valencia: Dr. David Moratal.
Este proyecto tiene por objeto investigar el impacto de la microbiota intestinal en el eje intestino-cerebro e identificar biomarcadores de sus funciones sobre el sistema nervioso central mediante la combinación de análisis ómicos y de imagen cerebral mediante resonancia magnética (RMN) en modelos del trastorno por abuso de alcohol. La finalidad última es trasladar y validar el uso de esta técnica y los biomarcadores identificados a la práctica clínica.
Objetivos
- Desarrollar una plataforma de análisis basada en técnicas de aprendizaje de máquina (“machine learning“) para combinar imagen cerebral multimodal, estructural y funcional, que permita definir estados cerebrales, incluyendo posibles diferencias atendiendo al género/sexo
- Extraer huellas de imagen que reflejen la interacción microbiota-intestino-cerebro en un modelo de trastorno derivado del consumo de alcohol en machos y hembras
- Emplear trasplantes de microbiota intestinal para estudiar efectos causales en la interacción intestino-cerebro en trastorno por abuso de alcohol y su relación con el sexo del individuo
- Transferir a humanos la plataforma de análisis desarrollada, usando datos de pacientes con trastorno por abuso del consumo de alcohol
Estrategia
- Utilización de modelos animales de trastorno por abuso del consumo de alcohol que demuestren asociaciones funcionales (IRM funcional, IRMf) y estructurales (imágenes de difusión, DTI) con parámetros de la microbiota indicativos de disbiosis intestinal
- ealizar trasplantes de microbiota para identificar las relaciones causales entre la disbiosis intestinal y las alteraciones en la estructura funcional del cerebro, así como su correlación conductual en el modelo
- Diseñar intervenciones con bacterias intestinales específicas para restaurar la disbiosis intestinal y estudiar su eficacia a nivel cerebral y conductual en el modelo de trastorno por abuso del consumo de alcohol
- Traducción clínica de los resultados utilizando datos de imágenes cerebrales multimodales de una cohorte de pacientes alcohólicos en el contexto de un consorcio internacional. Todos los estudios considerarán la dimensión de género/sexo y otras variables (socio-económicas, culturales, etc.)
Impacto
- Mejora de la precisión de los resultados de los análisis de la microestructura cerebral y la conectividad funcional en el modelo de trastorno por consumo de alcohol
- Implementación de una nueva plataforma de análisis para investigar la conexión intestino-cerebro
- Entender la causalidad entre las alteraciones estructurales y/o funcionales identificadas en nuestro modelo y alteraciones de la microbiota y si esto depende del sexo
- Demostración del posible uso de tratamientos dirigidos a la microbiota intestino para patologías del sistema nervioso central y su aplicación al trastorno por consumo de alcohol
- Aplicación clínica de biomarcadores basados en imágenes multimodales del cerebro teniendo en cuenta las especificidades de género/sexo u otras variables biológicas y ambientales (estatus socioeconómico, etnia, etc.)