Tendencias Científicas
Imagen: geralt. Fuente: Pixabay.
Un análisis exhaustivo de los cambios en la población microbiana intestinal durante los tres primeros años de vida ha puesto de manifiesto algunos de los impactos de factores como la exposición a los antibióticos, incluyendo los efectos de múltiples tratamientos con ellos.
En la revista Science Translational Medicine, un equipo dirigido por investigadores del Hospital General de Massachusetts (MGH) y del Instituto Broad (EE.UU.) llega a conclusiones que pueden ayudar a entender cómo se crea el microbioma intestinal y cómo la combinación de microbios de cada niño puede contribuir al riesgo de desarrollar enfermedades como la diabetes tipo 1 y la enfermedad inflamatoria intestinal.
"Una de las motivaciones principales de la investigación del microbioma es que la población microbiana de la primera infancia parece ser crítica para la salud humana, en cuanto a que la disminución de la diversidad de la microbiota intestinal está implicada en una serie de enfermedades alérgicas y autoinmunes", dice Ramnik Xavier, jefe de la Unidad Gastrointestinal de MGH y miembro del Instituto Broad, en la nota de prensa de MGH.
"Nuestro estudio no sólo analizó el microbioma intestinal a una alta resolución que nos permitió identificar tanto las especies como las cepas microbianas, sino que siguiendo a los participantes en el estudio a lo largo del tiempo también fuimos capaces de descubrir hallazgos que no se habrían observado en muestras individuales de cada paciente.
En colaboración con un equipo de investigadores finlandeses con los que han trabajado durante varios años, el equipo de MGH/Broad estudió a un grupo de 39 niños, de los cuales se tomaron muestras de heces mensuales desde el nacimiento y hasta la edad de 36 meses.
Cada muestra se analizó con un procedimiento de secuenciación estándar basado en ARN utilizado para identificar poblaciones microbianas, y se llevó a cabo una secuenciación más detallada del genoma completo en aproximadamente el 25 por ciento de las muestras para revelar cepas específicas de las especies microbianas identificadas.
Durante el período de estudio, 20 de los participantes recibieron antibióticos para tratar infecciones respiratorias o del oído (entre 9 y 15 tratamientos).
Resultados
Muchas características del microbioma intestinal en desarrollo resultaron ser consistentes a través de todos los participantes en el estudio, y la presencia y abundancia de especies particulares subían y bajaban en puntos de edad similares.
Los investigadores también encontraron varias diferencias claras respecto a los hallazgos de estudios previos sobre el impacto de la lactancia materna. Estudios anteriores que comparaban a bebésw amamantados con niños alimentados con fórmula reportaron una mayor abundancia de especies de Bifidobacterium en los que fueron amamantados durante períodos más largos de tiempo.
Todos los niños de este estudio fueron amamantados durante un cierto período de tiempo, y aunque hubo cierta correlación entre la duración de la lactancia materna y los niveles de bifidobacterias, algunos de los niños de este grupo tenían niveles bajos de esas bacterias, incluso mientras se alimentaban con leche materna.
En la revista Science Translational Medicine, un equipo dirigido por investigadores del Hospital General de Massachusetts (MGH) y del Instituto Broad (EE.UU.) llega a conclusiones que pueden ayudar a entender cómo se crea el microbioma intestinal y cómo la combinación de microbios de cada niño puede contribuir al riesgo de desarrollar enfermedades como la diabetes tipo 1 y la enfermedad inflamatoria intestinal.
"Una de las motivaciones principales de la investigación del microbioma es que la población microbiana de la primera infancia parece ser crítica para la salud humana, en cuanto a que la disminución de la diversidad de la microbiota intestinal está implicada en una serie de enfermedades alérgicas y autoinmunes", dice Ramnik Xavier, jefe de la Unidad Gastrointestinal de MGH y miembro del Instituto Broad, en la nota de prensa de MGH.
"Nuestro estudio no sólo analizó el microbioma intestinal a una alta resolución que nos permitió identificar tanto las especies como las cepas microbianas, sino que siguiendo a los participantes en el estudio a lo largo del tiempo también fuimos capaces de descubrir hallazgos que no se habrían observado en muestras individuales de cada paciente.
En colaboración con un equipo de investigadores finlandeses con los que han trabajado durante varios años, el equipo de MGH/Broad estudió a un grupo de 39 niños, de los cuales se tomaron muestras de heces mensuales desde el nacimiento y hasta la edad de 36 meses.
Cada muestra se analizó con un procedimiento de secuenciación estándar basado en ARN utilizado para identificar poblaciones microbianas, y se llevó a cabo una secuenciación más detallada del genoma completo en aproximadamente el 25 por ciento de las muestras para revelar cepas específicas de las especies microbianas identificadas.
Durante el período de estudio, 20 de los participantes recibieron antibióticos para tratar infecciones respiratorias o del oído (entre 9 y 15 tratamientos).
Resultados
Muchas características del microbioma intestinal en desarrollo resultaron ser consistentes a través de todos los participantes en el estudio, y la presencia y abundancia de especies particulares subían y bajaban en puntos de edad similares.
Los investigadores también encontraron varias diferencias claras respecto a los hallazgos de estudios previos sobre el impacto de la lactancia materna. Estudios anteriores que comparaban a bebésw amamantados con niños alimentados con fórmula reportaron una mayor abundancia de especies de Bifidobacterium en los que fueron amamantados durante períodos más largos de tiempo.
Todos los niños de este estudio fueron amamantados durante un cierto período de tiempo, y aunque hubo cierta correlación entre la duración de la lactancia materna y los niveles de bifidobacterias, algunos de los niños de este grupo tenían niveles bajos de esas bacterias, incluso mientras se alimentaban con leche materna.
Antibióticos
Los niños que habían estado expuestos al tratamiento con antibióticos tenían una menor diversidad de su población microbiana, una diferencia que era aún mayor en aquellos que también tenían una baja huella de Bacteroides.
La secuenciación de genomas completos también encontró que, en los niños expuestos a antibióticos, las especies bacterianas tienden a ser menos y a estar dominadas por una sola cepa, en lugar de las varias especies y cepas observados en los no tratados con antibióticos.
El análisis de muchas muestras tomadas a lo largo del tiempo reveló que los microbiomas de los niños expuestos a antibióticos eran menos estables, en particular durante el periodo de tratamiento con antibióticos.
La presencia de genes conocidos por conferir resistencia a los antibióticos aumentó rápidamente durante el tratamiento con éstos. Los niveles de genes de resistencia codificados en los cromosomas microbianos caían rápidamente al interrumpir del tratamiento. Pero los genes de resistencia codificados en moléculas de ADN pequeñas llamados elementos móviles -un medio por el cual los genes de resistencia pueden transmitirse entre las bacterias persistieron mucho más tiempo después de la retirada de antibióticos.
"Algunas de las cosas que nos gustaría investigar son cómo se establece el microbioma durante la primera semana de vida -sobre todo cuáles son los principales mecanismos de transmisión-; cómo la composición de la microbiota intestinal afecta a la salud de los niños en los primeros años de vida; y los factores que subyacen a la capacidad de recuperación del microbioma infantil", dice Xavier, que es profesor de Medicina de Gastroenterología. "El tipo de secuenciación de alta resolución hecho en este estudio debería conducir a una mejor comprensión de la historia natural de la microbioma intestinal del lactante y el impacto de las perturbaciones causadas por los antibióticos y los factores ambientales."
Los niños que habían estado expuestos al tratamiento con antibióticos tenían una menor diversidad de su población microbiana, una diferencia que era aún mayor en aquellos que también tenían una baja huella de Bacteroides.
La secuenciación de genomas completos también encontró que, en los niños expuestos a antibióticos, las especies bacterianas tienden a ser menos y a estar dominadas por una sola cepa, en lugar de las varias especies y cepas observados en los no tratados con antibióticos.
El análisis de muchas muestras tomadas a lo largo del tiempo reveló que los microbiomas de los niños expuestos a antibióticos eran menos estables, en particular durante el periodo de tratamiento con antibióticos.
La presencia de genes conocidos por conferir resistencia a los antibióticos aumentó rápidamente durante el tratamiento con éstos. Los niveles de genes de resistencia codificados en los cromosomas microbianos caían rápidamente al interrumpir del tratamiento. Pero los genes de resistencia codificados en moléculas de ADN pequeñas llamados elementos móviles -un medio por el cual los genes de resistencia pueden transmitirse entre las bacterias persistieron mucho más tiempo después de la retirada de antibióticos.
"Algunas de las cosas que nos gustaría investigar son cómo se establece el microbioma durante la primera semana de vida -sobre todo cuáles son los principales mecanismos de transmisión-; cómo la composición de la microbiota intestinal afecta a la salud de los niños en los primeros años de vida; y los factores que subyacen a la capacidad de recuperación del microbioma infantil", dice Xavier, que es profesor de Medicina de Gastroenterología. "El tipo de secuenciación de alta resolución hecho en este estudio debería conducir a una mejor comprensión de la historia natural de la microbioma intestinal del lactante y el impacto de las perturbaciones causadas por los antibióticos y los factores ambientales."
Referencia bibliográfica:
Moran Yassour et al.: Natural history of the infant gut microbiome and impact of antibiotic treatment on bacterial strain diversity and stability. Science Translational Medicine (2016). DOI: 10.1126/scitranslmed.aad0917.
Moran Yassour et al.: Natural history of the infant gut microbiome and impact of antibiotic treatment on bacterial strain diversity and stability. Science Translational Medicine (2016). DOI: 10.1126/scitranslmed.aad0917.
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