MADRID, 23 Dic. (EUROPA PRESS) -
Los investigadores han descubierto un nuevo modo de transmisión vertical del microbioma de la madre al bebé, en el que los microbios del intestino materno comparten genes con los microbios del intestino del bebé durante el periodo perinatal que comienza inmediatamente antes del nacimiento y se extiende durante las primeras semanas de vida.
Esta transferencia horizontal de genes permitió que las cepas microbianas maternas influyeran en la capacidad funcional del microbioma infantil, en ausencia de una transmisión persistente de las propias cepas microbianas.
Este análisis integrador a gran escala, publicado en la revista 'Cell', ofrece una serie de instantáneas de alta resolución de la dinámica de colonización intestinal que influye en el desarrollo del lactante tanto antes como después del nacimiento.
"Este es el primer estudio que describe la transferencia de elementos genéticos móviles entre los microbiomas materno e infantil", afirma Ramnik Xavier, autor principal del estudio, del Instituto Broad del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y la Universidad de Harvard (Estados Unidos).
"Nuestro estudio también integró por primera vez el microbioma intestinal y los perfiles metabolómicos de madres y lactantes y descubrió vínculos entre metabolitos intestinales, bacterias y sustratos de la leche materna --prosigue--. Esta investigación representa una perspectiva única del desarrollo conjunto de los microbiomas intestinales y los metabolomas de los lactantes bajo la influencia de factores maternos y dietéticos conocidos".
Las bacterias intestinales promueven la maduración del sistema inmunitario en parte mediante la producción de metabolitos microbianos. El desarrollo del microbioma intestinal infantil sigue patrones predecibles, empezando por la transmisión de microbios de la madre al nacer. Además de la maduración del sistema inmunitario, los metabolitos microbianos también influyen en el desarrollo cognitivo temprano.
El periodo perinatal representa una ventana crítica para el desarrollo cognitivo y del sistema inmunitario, promovido por la microbiota intestinal materna e infantil y sus metabolitos. Sin embargo, el desarrollo conjunto de microbiomas y metabolomas durante el periodo perinatal y los factores determinantes de este proceso no se conocen bien.
Para ampliar este conocimiento, Xavier y sus colegas siguieron el desarrollo conjunto de microbiomas y metabolomas desde el final del embarazo hasta el año de edad utilizando datos longitudinales multiómicos de una cohorte de 70 díadas madre-hijo.
Descubrieron una transferencia interespecífica a gran escala de elementos genéticos móviles de madre a hijo, con frecuencia de genes asociados a adaptaciones relacionadas con la dieta. Los metabolomas intestinales de los lactantes eran menos diversos que los maternos, pero presentaban cientos de metabolitos únicos y asociaciones microbio-metabolito no detectadas en las madres.
Los metabolomas y las firmas de citocinas séricas de los lactantes que recibieron leche de fórmula regular, pero no extensamente hidrolizada, eran distintos de los de los lactantes alimentados exclusivamente con leche materna.
"El intestino del lactante albergaba miles de metabolitos únicos, muchos de los cuales eran probablemente modificados a partir de sustratos de la leche materna por bacterias intestinales --afirma Tommi Vatanen, coautor del estudio junto con Karolina Jabbar, ambos del Instituto Broad del MIT y Harvard--. Es probable que muchos de estos metabolitos influyan en el sistema inmunitario y el desarrollo cognitivo".
El embarazo se asoció con un aumento de compuestos esteroideos, incluidos derivados de hormonas gonadales e intermediarios de la biosíntesis de ácidos biliares, varios de los cuales se relacionaron de forma independiente con el deterioro de la tolerancia a la glucosa.
Aunque los metabolomas intestinales infantiles eran menos diversos que los maternos, los investigadores detectaron más de 2.500 características metabolómicas propias de los lactantes. Además, identificaron numerosas asociaciones de especies bacterianas y metabolitos fecales específicas de los lactantes, incluidos neurotransmisores y moduladores inmunitarios.
"Nos sorprendió descubrir que bacterias del intestino materno que rara vez se observaban en los lactantes contribuían a la estructura del microbioma intestinal infantil --afirma Xavier--. También hallamos pruebas de que los profagos -bacteriófagos latentes o virus que residen en genomas bacterianos- contribuyen al intercambio de elementos genéticos móviles entre los microbiomas materno e infantil".
Los autores afirman que el microbioma materno puede moldear el microbioma intestinal del lactante mediante la transferencia horizontal de genes, aparte de la clásica transmisión vertical de cepas y especies. Además, la identificación de perfiles metabolómicos distintivos e interacciones microbio-metabolito en el intestino del lactante constituye una plataforma para seguir estudiando las contribuciones microbianas al desarrollo infantil.
Una limitación del estudio fue que los investigadores no tuvieron en cuenta los cambios en la dieta y el estilo de vida entre el embarazo y el posparto, que podrían haber afectado a las alteraciones del microbioma y el metaboloma. En futuros estudios, tienen previsto explorar más a fondo los vínculos entre las bacterias y el metaboloma.
"En conjunto, nuestro análisis integrador amplía el concepto de transmisión vertical del microbioma intestinal y proporciona nuevos conocimientos sobre el desarrollo de los microbiomas y metabolomas maternos e infantiles durante el final del embarazo y los primeros años de vida", concluye Xavier.
