Estudio del establecimiento de la microbiota intestinal en neonatos y selección de probióticos para su modulación

Abstract

La colonización y establecimiento de la microbiota intestinal en el neonato constituye uno de los episodios más importantes de la vida. Los primeros microorganismos colonizadores son responsables de proporcionar los estímulos iniciales esenciales para el adecuado desarrollo del sistema inmune y del intestino. Por tanto, un correcto establecimiento de la microbiota resulta crítico para la posterior homeostasis y salud del individuo. Dicho proceso comienza desde el nacimiento con microrganismos anaerobios facultativos que generan un ambiente reducido para el posterior establecimiento de anaerobios estrictos; y está condicionado por diferentes factores tanto genéticos como ambientales. Muchos autores han sugerido la existencia de un momento clave, durante las primeras semanas de vida, para la modulación de la microbiota del neonato hacia un perfil saludable, en aquellos casos en los que el proceso de colonización intestinal está alterado. Los niños prematuros son uno de los grupos poblacionales que más se pueden beneficiar de la modulación temprana de la microbiota intestinal, puesto que en estos niños su correcto establecimiento se ve comprometido por muchos factores, como la inmadurez del sistema inmune y del intestino o los frecuentes tratamientos médicos y farmacológicos. Los probióticos, microorganismos vivos que administrados en cantidades adecuadas proporcionan un beneficio para la salud, son ampliamente utilizados para modular y restablecer la microbiota intestinal. En concreto, las bifidobacterias son uno de los microorganismos más utilizados y son el género predominante y característico de la microbiota de niños sanos, nacidos a término mediante parto vaginal y alimentados exclusivamente con leche materna (TPVLM), perfil microbiano considerado más saludable para niños. En este contexto, los objetivos que nos planteamos en la presente Tesis Doctoral fueron: identificar las alteraciones presentes en el establecimiento de la microbiota en niños prematuros y seleccionar estrategias de modulación para el restablecimiento de la misma mediante la intervención dietética en la etapa temprana de la vida. En primer lugar, analizamos la microbiota intestinal de más de cuarenta niños prematuros durante los tres primeros meses de edad, y la comparamos con la de niños TPVLM. Para ello utilizamos técnicas independientes de cultivo, incluyendo las de última generación de secuenciación masiva del ADN. Encontramos profundas alteraciones en el establecimiento de la microbiota en los neonatos prematuros, que se pueden resumir en una menor diversidad, una mayor relación de microorganismos facultativos respecto a anaerobios estrictos lo que presume un mayor estrés oxidativo intestinal, mayores niveles de enterobacterias y potenciales patógenos, y un reducido nivel de ácidos grasos de cadena corta (AGCC). Estableciendo las diferencias encontradas entre ambos grupos de niños como objetivos a corregir, nos planteamos la selección de cepas de Bifidobacterium como potenciales probióticos para neonatos. Primero, aislamos y caracterizamos cepas de bifidobacterias de leche materna y heces de niños sanos TPVLM según las recomendaciones de la FAO para la evaluación de probióticos. Posteriormente, llevamos a cabo cultivos in vitro en un modelo en discontinuo a pH no contralado de heces de prematuros con una colección de cepas de bifidobacterias. Cinco de las testadas mostraron buen potencial para realizar la modulación deseada de la microbiota intestinal de prematuros. Dos de estas cepas fueron seleccionadas para continuar su caracterización en otro modelo in vitro más complejo, en continuo y a pH controlado, en el que además de su capacidad de modulación de la microbiota se estudió el efecto de dicha modulación sobre la capacidad de inducir la producción de citoquinas por células epiteliales colónicas. Las dos cepas presentaron perfiles distintos tanto en modulación de microbiota como en producción de AGCC y capacidad para modificar la inducción por parte de la microbiota fecal de la producción de citoquinas por células epiteliales intestinales. Con estos estudios hemos puesto de manifiesto la necesidad de seleccionar cepas de orígenes acordes a la población objetivo y aplicación deseada, y la necesidad de definir cuidadosamente la población objetivo y sus necesidades específicas. Además, hemos podido seleccionar algunas cepas de Bifidobacterium con potencial probiótico para niños prematuros. Por otra parte, la elevada relación facultativos/anaerobios presente en niños prematuros sugería la existencia de un elevado estrés oxidativo en el intestino de los mismos, por lo que una mejora del potencial redox en dicho ambiente podría favorecer el establecimiento de la microbiota intestinal. Para comprobar esta hipótesis analizamos el efecto de una fórmula parenteral rica en antioxidantes sobre el establecimiento de la microbiota en niños prematuros en un estudio de intervención clínica en neonatos. Los resultados no proporcionaron los cambios esperados, pero aun así no podemos descartar que la selección de una estrategia adecuada, que disminuya el estrés oxidativo en el ambiente intestinal del prematuro, pueda mejorar el correcto establecimiento de la microbiota intestinal en estos niños.