MADRID 22 Nov. (EUROPA PRESS) -
Los científicos han identificado los genes del probiótico 'Bifidobacteria longum' responsables de mejorar la motilidad intestinal y han descubierto que sus cepas que poseen el grupo de genes abfA pueden mejorar el estreñimiento gracias a una mayor utilización de una fibra indigerible llamada arabinan en el intestino, según publican en la revista 'Cell Host & Microbe'.
"Hemos establecido la relación causal entre una variante genética -el clúster abfA- y la diferencia funcional clave del probiótico 'B. longum' en múltiples organismos modelo, incluidos ratones y seres humanos, y hemos aportado conocimientos mecánicos y ecológicos sobre cómo un único clúster de genes puede afectar a la motilidad intestinal de los huéspedes a través del metabolismo del arabinano", afirma Qixiao Zhai, de la Universidad de Jiangnan (China), uno de los coautores del estudio.
El estreñimiento es un trastorno intestinal con una prevalencia mundial del 10% al 15%. El deterioro de la motilidad gastrointestinal se ha relacionado con la disbiosis microbiana intestinal, que se caracteriza por una disminución significativa de la abundancia de microorganismos beneficiosos, algunos de los cuales se conocen convencionalmente como probióticos. Por ello, los probióticos administrados por vía oral se han utilizado ampliamente para aliviar los síntomas.
Sin embargo, el efecto terapéutico de los probióticos para el estreñimiento suele variar sustancialmente entre cepas de la misma especie. Debido a los mecanismos elusivos, la elección racional del probiótico sigue siendo un reto para los profesionales de la atención médica y los pacientes. Además, la mayoría de las pruebas sobre los efectos beneficiosos de los probióticos en la motilidad intestinal proceden principalmente de estudios realizados con un modelo de ratón.
"A menudo, las cepas probióticas eran eficaces en modelos animales, pero fracasaban en los ensayos clínicos con humanos o estaban poco validadas en humanos --afirma Jiachao Zhang, de la Universidad de Hainan y segundo coautor del estudio--. Para la investigación traslacional se necesitan urgentemente estudios de prueba de concepto basados en una cohorte humana en combinación con pruebas de estudios en animales".
Zhai, Zhang y Shi Huang, de la Universidad de Hong Kong y tercer coautor del artículo, se propusieron identificar y validar sistemáticamente los factores genéticos clave de los probióticos exógenos o de la microbiota intestinal residente que afectan a la motilidad gastrointestinal. Aislaron 185 cepas de 'B. longum' de 354 sujetos chinos de edades comprendidas entre 0 y 108 años.
A partir de una amplia biblioteca de cepas salvajes de 'B. longum', descubrieron que el alivio eficaz del estreñimiento en ratones está regulado por el clúster abfA. Este factor genético clave potencia preferentemente la utilización del arabinano, un constituyente común de los polisacáridos vegetales, una fibra indigerible para el ser humano y una fuente de nutrientes poco accesible para los microbios intestinales normales.
Los investigadores validaron los papeles funcionales del clúster abfA mediante experimentos de inactivación génica. En ratones con estreñimiento, 'B. longum', pero no un mutante abfA, mejoró el tiempo de tránsito gastrointestinal, un efecto que dependía del arabinano dietético.
Para establecer su papel funcional en la mejora del estreñimiento en humanos, los investigadores utilizaron un ensayo clínico y un experimento de trasplante de microbiota fecal de humano a ratón en combinación con metagenómica y metabolómica. En el ensayo clínico doble ciego, aleatorizado y controlado con placebo, la suplementación con 'B. longum' portador del cluster abfA, pero no con una cepa deficiente en abfA, enriqueció a los residentes en la utilización del arabinano, aumentó los metabolitos beneficiosos y mejoró los síntomas del estreñimiento.
En todas las cohortes humanas, la abundancia de clusters de abfA en los microbiomas fecales predijo el estreñimiento, y el trasplante de microbiota humana enriquecida con clusters de abfA a ratones con estreñimiento mejoró la motilidad intestinal. En particular, aparte de 'B. longum', el gen/cluster abfA prevalece en los residentes intestinales, regulando los síntomas tanto en ratones como en humanos.
Los autores afirman que el clúster abfA es una diana terapéutica del microbioma intestinal para el estreñimiento en humanos. En términos más generales, los resultados sugieren que los factores genéticos que gobiernan la capacidad metabólica única de los probióticos deben ser considerados principalmente para la selección de probióticos o inferir su eficacia terapéutica para enfermedades gastrointestinales.
"En conjunto, este estudio identificó y caracterizó sistemáticamente un factor genético clave responsable de la utilización del arabinano que aborda un desafío crítico en el campo de los probióticos, a saber, la especificidad de la cepa generalizada pero desconocida en la eficacia del tratamiento probiótico --dice Huang--. Nuestro estudio de prueba de concepto también estableció principios generalizables para el desarrollo racional de probióticos colonizables y funcionales con una eficacia persistente en el tratamiento de múltiples organismos modelo. Además, el clúster abfA es tan prevalente en la microbiota intestinal que puede desarrollarse como un biomarcador sencillo pero potente de enfermedades gastrointestinales".
