Descubren cómo un microbio intestinal se ha adaptado a la leche materna

Lactancia, amamantamiento, bebé, lactante
FLICKR/AURIMAS MIKALAUSKAS
Publicado 07/04/2017 8:46:45CET

   MADRID, 7 Abr. (EUROPA PRESS) -

   La leche materna proporciona nutrientes vitales no sólo a los bebés, sino también a los microbios beneficiosos que habitan en el tracto gastrointestinal. Un estudio publicado este jueves en 'Cell Chemical Biology' muestra que una especie bacteriana llamada 'Bifidobacterium longum' se ha adaptado con éxito al nicho único del intestino del lactante mediante la producción de una enzima llamada 'LnbX', que permite a este microbio crecer en un azúcar que es abundante sólo en la leche de los seres humanos.

   "Teniendo en cuenta los efectos de promoción de la salud de las bifidobacterias, nuestros hallazgos revelan una posible ruta evolutiva para la leche materna impulsada por la simbiosis entre los microbios intestinales y los seres humanos", explica Takane Katayama, estudiante de la Universidad de Kioto, en Japón.

   Se piensa que los microbios intestinales en los primeros años de vida tienen efectos duraderos en la salud humana y estudios han demostrado que la dieta influye fuertemente en la composición de esta población. Por ejemplo, se sabe que los azúcares de la leche humana promueven selectivamente el crecimiento de microbios intestinales beneficiosos como las bifidobacterias, que previenen la diarrea y la infección patogénica en los lactantes.

   Un componente principal de la leche humana es un azúcar llamado lacto-N-tetraosa, que está prácticamente ausente en la leche de otros mamíferos. Las bifidobacterias producen enzimas que descomponen este azúcar, sugiriendo fuertemente que una relación simbiótica ha evolucionado recientemente entre estos microorganismos y los seres humanos.

   Mientras investigaba cómo evolucionó esta relación simbiótica, Katayama y otro autor del estudio, Shinya Fushinobu, de la Universidad de Tokio, caracterizaron previamente LnbB y LnbX aisladas -enzimas que degradan la lacto-N- tetraosa en 'Bifidobacterium bifidum' y 'Bifidobacterium longum', respectivamente. En el nuevo trabajo, se propusieron seguir sobre estos hallazgos para determinar la estructura por cristalografía de rayos X del dominio catalítico de LnbX.

   La estructura cristalina, en combinación con la mutación y los experimentos farmacológicos, reveló que LnbX tiene una estructura distinta y un mecanismo catalítico de LnbB y, por tanto, pertenece a una nueva familia de enzimas glicosidas hidrolasas llamada GH136.

MEJORAS EN LA LECHE DE FÓRMULA

   "Aunque 'B. Longum' y 'B. Bifidum' pertenecen al mismo género y habitan el mismo ambiente, utilizan diferentes enzimas para descomponer la lacto-N-tetraosa, aprovechando las variadas estructuras de este azúcar único de la leche humana --dice Fushinobu--. Los hallazgos sugieren que diferentes cepas y especies de bifidobacterias beneficiosas han desarrollado distintas herramientas moleculares para digerir el mismo azúcar de la leche humana, explicando su capacidad para coexistir y prosperar en el tracto gastrointestinal de los lactantes alimentados con leche materna".

   Experimentos adicionales mostraron que el gen lnbX es crítico para la capacidad de 'B. Longum' para crecer específicamente en la 'lacto-N-tetraosa'. Además, un análisis del ADN fecal reveló que 'B. Longum' y el gen lnbX eran más abundantes en el tracto gastrointestinal de diez bebés que consumían exclusivamente leche materna en comparación con seis lactantes alimentados con una mezcla de fórmula y leche materna.

   "En conjunto, estos hallazgos sugieren que lnbX es importante para que 'B. Longum' persista en el ecosistema intestinal de los lactantes alimentados con leche materna y que los azúcares de la leche humana han sido la principal presión selectiva para la evolución de lnbX", dice Katayama.

   En futuros estudios, los investigadores analizarán si otras especies bifidobacterianas producen diferentes enzimas para digerir los azúcares de la leche materna y buscarán los metabolitos bifidobacterianos que promueven la salud infantil. Al final, este trabajo podría mejorar la leche de fórmula mediante la fortificación con compuestos bacterianos beneficiosos o con enzimas microbianas que han sido manipuladas para llevar a cabo la reacción inversa y sintetizar azúcares de leche humana a bajo costo y a gran escala.

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