Tras la ingestión de alimentos contaminados con toxina bacteriana, el cerebro inicia una serie de respuestas defensivas. Estas incluyen reflejos motores como las arcadas y los vómitos, que promueven la expulsión, así como sensaciones desagradables denominadas ''náuseas'', que sirven como señal de aprendizaje para la evasión condicionada del sabor para prevenir la futura ingestión de la misma toxina.

Paradójicamente, estas respuestas son la principal causa de los graves efectos secundarios de los fármacos quimioterapéuticos. Utilizando modelos animales competentes para la emesis, los estudios sugieren que un eje intestino-cerebro está implicado. 

Por primera vez, investigadores del Instituto Nacional de Ciencias Biológicas de Pekín, China trazaron la ruta neuronal detallada de las respuestas defensivas desde el intestino hasta el cerebro en ratones. Muchas bacterias transmitidas por los alimentos producen toxinas en el huésped tras ser ingeridas. 

El equipo se dio cuenta de que, aunque los ratones no vomitan, tienen arcadas, lo que significa que también experimentan la necesidad de vomitar. El equipo descubrió que después de recibir enterotoxina estafilocócica A (SEA), que es una toxina bacteriana común producida por el Staphylococcus aureus, que también provoca enfermedades transmitidas por los alimentos en los seres humanos, los ratones desarrollaron episodios de apertura inusual de la boca abriéndola en ángulos más amplios que los observados en el grupo de control. Además, durante estos episodios, el diafragma y los músculos abdominales de los ratones tratados con SEA se contraen simultáneamente, un patrón observado en los perros cuando están vomitando. 

Descubrieron  que la toxina en el intestino activa la liberación de serotonina, un tipo de neurotransmisor, por parte de las células enterocromafines del revestimiento de la luz intestinal. La serotonina liberada se une a los receptores de las neuronas sensoriales vagales situadas en el intestino, que transmiten las señales a lo largo de los nervios vagos del intestino a un tipo específico de neuronas del complejo vagal dorsal -las neuronas Tac1+DVC- en el tronco cerebral. Cuando se inactivaron las neuronas Tac1+DVC, los ratones tratados con SEA tuvieron menos arcadas que los ratones con actividades normales.

Además, el equipo investigó si los fármacos de quimioterapia, que también inducen respuestas defensivas como las náuseas y los vómitos en los receptores, activan la misma vía neuronal. Inyectaron (a los ratones) doxorrubicina, un fármaco de quimioterapia habitual. El fármaco provocó las arcadas pero cuando el equipo inactivó sus neuronas Tac1+ DVC o la síntesis de serotonina de sus células enterocromafines, estas se redujeron significativamente.