Un equipo de la Academia Sahlgrenska de la Universidad de Gotemburgo ha identificado dos bacterias comensales del intestino humano capaces de producir serotonina biológicamente activa, una molécula fundamental en el control de las funciones gastrointestinales. El hallazgo, publicado en la revista Cell Reports, arroja nueva luz sobre la compleja relación entre la microbiota intestinal y el sistema nervioso entérico, y podría abrir la puerta a nuevas estrategias terapéuticas para el síndrome del intestino irritable (SII).
El SII es un trastorno gastrointestinal funcional que afecta a entre el 10 y el 15 % de la población mundial, con mayor prevalencia en mujeres. Se caracteriza por dolor abdominal, alteraciones del tránsito intestinal y una importante afectación de la calidad de vida. Aunque su etiología es multifactorial, el papel de la microbiota intestinal y de la serotonina en su desarrollo ha cobrado creciente relevancia en los últimos años.
La serotonina: un nexo entre el intestino y el cerebro
La serotonina, o 5-hidroxitriptamina (5-HT), es una molécula de señalización que regula funciones gastrointestinales esenciales como la peristalsis, la secreción y la sensibilidad visceral. Aunque es más conocida por su papel como neurotransmisor cerebral, aproximadamente el 95% de la serotonina del organismo se produce en el intestino, donde es sintetizada y liberada por las células enterocromafines (EC). Esta serotonina intestinal no solo modula la motilidad y el tono vascular, sino que actúa como un factor trófico que promueve el desarrollo y mantenimiento del sistema nervioso entérico (SNE), también conocido como el «segundo cerebro».
Investigaciones previas habían demostrado que la microbiota intestinal influye en la producción de serotonina del huésped, principalmente a través de la modulación de la enzima triptófano hidroxilasa (TPH1). Sin embargo, no se sabía con certeza si las bacterias por sí mismas eran capaces de sintetizar serotonina activa. El estudio liderado por Fredrik Bäckhed, profesor de medicina molecular, y Magnus Simrén, profesor de gastroenterología médica, confirma por primera vez este fenómeno.
Los investigadores identificaron dos bacterias intestinales, Limosilactobacillus mucosae y Ligilactobacillus ruminis, que cooperan para producir serotonina a partir de su precursor, el 5-hidroxitriptófano (5-HTP). Al colonizar ratones libres de gérmenes carentes del gen Tph1 —y por tanto incapaces de producir serotonina periférica—, observaron un aumento significativo de los niveles intestinales de serotonina, una mayor densidad de neuronas en el colon y una normalización del tránsito intestinal.
«Es increíblemente fascinante cómo las bacterias intestinales pueden producir moléculas de señalización bioactivas que afectan la salud», señaló Bäckhed. «Nuestros resultados muestran que determinadas bacterias intestinales no solo modulan la producción de serotonina del huésped, sino que pueden generarla directamente, contribuyendo al mantenimiento de la función intestinal».
En este sentido, los autores observaron además que las personas con SII presentan niveles reducidos de L. mucosae en las heces en comparación con los controles sanos, lo que sugiere una posible relación entre la composición microbiana y la disfunción serotoninérgica en estos pacientes. Esta bacteria contiene la enzima necesaria para convertir el 5-HTP en serotonina, lo que podría ser relevante para la motilidad intestinal y la sensibilidad visceral.
Un mecanismo independiente del huésped
Para demostrar la autonomía del proceso, los investigadores emplearon modelos animales sin capacidad de síntesis endógena de serotonina. Los resultados confirmaron que la serotonina microbiana se produce independientemente de la enzima del huésped (TPH1) y que actúa localmente en el intestino, más que en la circulación sistémica. «La serotonina derivada de las bacterias parece contribuir principalmente al entorno luminal y regular funciones intestinales locales, como la motilidad», explicaron los autores.
El trabajo también indica que la síntesis de serotonina microbiana podría requerir la interacción de varias especies bacterianas y condiciones específicas del entorno intestinal, como el pH, la disponibilidad de triptófano o los niveles de oxígeno. Estas interacciones microbio-microbio podrían ser determinantes para el equilibrio serotoninérgico intestinal y su alteración, un posible factor patogénico en el SII.
Los hallazgos abren una nueva vía para el desarrollo de terapias basadas en probióticos o intervenciones de la microbiota dirigidas a restaurar la producción local de serotonina. «Nuestros resultados indican que ciertas bacterias intestinales pueden producir serotonina bioactiva y, por lo tanto, desempeñar un papel importante en la salud intestinal y abrir nuevas vías para el tratamiento de trastornos gastrointestinales funcionales como el SII», afirmó Simrén.
El estudio también aporta un marco para investigar cómo las interacciones entre el intestino y el cerebro —mediadas por la serotonina y la microbiota— pueden influir no solo en los síntomas digestivos, sino también en aspectos emocionales y conductuales. «Las bacterias intestinales pueden formar sustancias señalizadoras como la serotonina, que podría ser la clave para entender cómo el intestino y sus habitantes afectan nuestro cerebro y comportamiento», concluyó Bäckhed.
Los autores destacan que aún es necesario identificar las condiciones que favorecen la producción microbiana de serotonina en humanos y evaluar su relevancia clínica en diferentes subtipos de SII. Asimismo, futuros ensayos clínicos deberán determinar si la administración dirigida de bacterias productoras de serotonina o sus metabolitos puede mejorar la motilidad intestinal y reducir los síntomas.
En conjunto, este trabajo refuerza la visión del intestino como un ecosistema dinámico donde las bacterias no solo digieren alimentos, sino que también sintetizan moléculas de señalización con impacto directo en la fisiología y en la salud mental. La posibilidad de modular la serotonina intestinal mediante la microbiota representa un prometedor horizonte terapéutico para los millones de personas afectadas por el SII.
