Antecedentes: el asma se asocia a menudo con la ansiedad y la depresión, pero los mecanismos subyacentes a esta comorbilidad pulmón-cerebro aún no están claros. El eje intestino-pulmón-cerebro se ha revelado como un posible mediador clave.

Métodos: Utilizando un modelo de ratón de asma inducida por ovoalbúmina (OVA), administramos melatonina o butirato sódico a través del agua de bebida. Estudiamos la inflamación de las vías respiratorias, la función pulmonar, la ansiedad y el comportamiento depresivo, la composición de la microbiota intestinal, el contenido de ácidos grasos de cadena corta (AGCC) y la vía de señalización MAPK/P65/NLRP3 en el hipocampo y las células microgliales BV2. Se realizaron experimentos de trasplante de microbiota fecal (TFM) y depleción de antibióticos para determinar la causalidad.

Resultados: Tanto la melatonina como el butirato sódico aliviaron significativamente la inflamación de las vías respiratorias, mejoraron la función pulmonar y redujeron el comportamiento ansioso y depresivo en ratones asmáticos. La melatonina aumentó los niveles de butirato en el intestino y restableció el equilibrio de la microbiota intestinal. El FMT de donantes tratados con melatonina repitió los beneficios terapéuticos, mientras que el agotamiento de la microbiota causado por los antibióticos revirtió el efecto de la melatonina. Mecánicamente, ambos tratamientos inhibieron la activación de la vía de señalización MAPK/P65/NLRP3 en la microglía del hipocampo y en las células BV2 estimuladas por LPS.

Conclusiones: Nuestros resultados muestran que la melatonina atenúa la inflamación de las vías respiratorias relacionada con el asma y las comorbilidades neuropsiquiátricas modulando el eje SCFA de la microbiota intestinal y suprimiendo la activación microglial a través de la vía MAPK/P65/NLRP3. Este estudio pone de relieve un nuevo mecanismo sistémico y una posible estrategia terapéutica para el asma y sus comorbilidades.