Las bacterias que viven en el intestino interactúan con los componentes de la dieta para afectar la salud y el bienestar. En un estudio publicado el 18 de febrero en Celda , un equipo dirigido por Jeffrey Gordon en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis ahora encuentra componentes clave en la leche materna que promueven el crecimiento saludable del bebé y cómo las interacciones con las bacterias intestinales impulsan este proceso.
La desnutrición infantil causa más de 3 millones de muertes cada año y conduce a un retraso en el crecimiento, así como a déficits en el desarrollo inmune y cognitivo. En asociación con colegas en Malawi, África, donde casi la mitad de los niños menores de cinco años muestran un retraso en el crecimiento, obtuvieron los investigadores del estudiopequeñas muestras de leche materna humana de madres de bebés sanos o con retraso en el crecimiento. Descubrieron que los azúcares que contienen ácido siálico, que se ha implicado en el desarrollo del cerebro, eran mucho más abundantes en la leche materna de madres con bebés sanos que en retraso.
Esto sugirió que estos azúcares de la leche materna podrían promover un crecimiento infantil saludable. Para determinar si este era el caso, los investigadores establecieron modelos animales que permitieron manipular tanto la dieta como el microbioma intestinal, ya que encontraron en un estudio relacionado publicado simultáneamente enLa ciencia de que los microbios intestinales son mediadores importantes del crecimiento normal. Gordon y su equipo introdujeron una colección de cepas bacterianas aisladas de la muestra fecal de un bebé desnutrido en ratones o lechones. Luego, los investigadores alimentaron a los animales con una dieta prototípica de Malawi que consistía en maíz, legumbres, verduras y frutas, que por sí solas son insuficientes para un crecimiento saludable.
Con la dieta y el microbioma imitando a los de los infantes de Malawi desnutridos en transición a alimentos sólidos, los investigadores probaron los efectos de los azúcares sialilados. Dada la dificultad de purificar grandes cantidades de compuestos de la leche materna humana, en su lugar recurrieron a la leche de vaca,que contiene azúcares sialilados, pero a una concentración 20 veces menor que en la leche materna. Mediante una compleja serie de pasos, aislaron los azúcares sialilados del suero, un subproducto de la fabricación de queso, y los alimentaron a los animales. Notablemente, los animales mostraron mejoras sustancialesen crecimiento, con aumentos en la masa corporal magra y el volumen óseo, así como cambios metabólicos en el hígado, los músculos y el cerebro, lo que sugiere una capacidad mejorada para movilizar nutrientes en diversas condiciones. Fundamentalmente, estos efectos dependieron de la presencia de la microbiota intestinal.
Dado que la variedad de bacterias intestinales que se aislaron en este estudio se definieron y podían cultivarse en un plato, los autores pudieron descubrir qué bacterias se vieron afectadas por los azúcares sialilados y cómo las diferentes cepas interactuaron entre sí.descubrieron que una especie de bacteria se alimentaba de azúcares sialilados, mientras que otra a su vez se alimentaba de los productos digeridos de esos azúcares, apuntando a una red alimentaria entre la comunidad bacteriana que vivía en el intestino. Sin embargo, estas dos cepas bacterianas por sí solas no podían soportarcrecimiento saludable en ratones; en cambio, se necesitaban interacciones más complejas entre los diferentes tipos de bacterias intestinales para promover el crecimiento.
Este estudio sienta las bases para identificar los componentes de la leche materna que son necesarios para la salud infantil y cómo interactúan con el microbioma intestinal y otros componentes de la dieta. Los autores están entusiasmados de extender el enfoque para observar a otras madres y bebés para vercuán generales son sus observaciones. "Esta capacidad de observar de manera muy controlada cómo se reparten los alimentos entre los miembros de una comunidad microbiana y cómo la producción metabólica de esa comunidad puede afectar la biología humana es parte de nuestra agenda en curso", dice Gordon.
Una posible aplicación que puede derivarse de este trabajo es mejorar las fórmulas infantiles, así como los alimentos terapéuticos utilizados para tratar la desnutrición, que actualmente se basan en la leche de vaca y, por lo tanto, son deficientes en azúcares sialilados. Los investigadores son esperanzados, pero cuidadosospara señalar que se necesita aprender más sobre cómo interactúan los diferentes tipos de bacterias con los componentes de la leche materna y los alimentos complementarios, y para garantizar que las bacterias intestinales nocivas no prosperen en esos componentes y, por lo tanto, obtengan una ventaja sobre los microbios beneficiosos.
"Aunque nuestras intenciones son buenas, queremos asegurarnos de no hacer daño", dice Gordon. "Esto es solo el comienzo de un largo viaje, un esfuerzo por comprender cómo se relaciona el crecimiento saludable con el desarrollo normal del intestinomicrobiota, y cómo podemos establecer si la reparación duradera de la inmadurez de la microbiota puede proporcionar mejores resultados clínicos ".
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