Un equipo de investigadores del Children's Hospital of Philadelphia CHOP ha caracterizado cómo se desarrolla el microbioma intestinal en las primeras horas de la infancia, proporcionando una línea de base crítica sobre cómo los cambios en este entorno pueden afectar la salud y la enfermedad más adelante en la vida.publicado en línea por la revista Microbiología de la naturaleza .
Si bien los investigadores entienden la importante conexión entre las muchas especies de bacterias en el microbioma intestinal y la salud humana, no se comprende completamente cómo emergen estas especies en la infancia y qué funciones cumplen.
"Eventualmente, el intestino en los niños contendrá cientos de especies diferentes de bacterias, pero al nacer, podría haber solo 10 especies o menos", dijo Kyle Bittinger, PhD, Director del Centro de Análisis del Centro de Microbiomas en CHOP y primeroautor del estudio: "Queríamos entender por qué esas bacterias particulares son las primeras en emerger y qué están haciendo en esas primeras horas de vida".
El equipo del estudio se centró en tres especies de bacterias - Escherichia coli , Enterococcus faecalis y Bacteroides vulgatus - porque hasta la fecha esas especies se han observado en el mayor número de bebés. Analizaron los genomas de estas bacterias para determinar por qué están creciendo en los bebés. Además, el equipo caracterizó las proteínas y metabolitos, o moléculas pequeñas, queestaban presentes en el microbioma en esta etapa de desarrollo.
Uno de los desafíos para recopilar esta información es que durante las primeras horas de vida, cualquier ADN recolectado de una muestra de heces no es de la bacteria sino del propio bebé. Los investigadores no vieron que las bacterias emergieran en concentraciones detectables hasta quelos bebés tenían aproximadamente 16 horas de edad.
El equipo del estudio encontró evidencia de que el entorno inicial del microbioma intestinal es anaeróbico, al contrario del modelo prevaleciente que sostiene que el intestino se vuelve anaeróbico solo después de que las bacterias crecen y consumen oxígeno. La evidencia provino de observar el orden en que los aminoácidos fueronconsumido por bacterias.
El equipo del estudio también observó que los niveles de metabolitos generalmente eran consistentes con la detección de bacterias. Las moléculas producidas típicamente por bacterias intestinales, como el acetato y el succinato, aumentaron en muestras donde se detectaron bacterias. Además, los niveles de proteínas seleccionadas disminuyeron enmuestras que contienen bacterias, lo que sugiere que las bacterias podrían haber consumido esas proteínas para promover el crecimiento.
El análisis de las tres especies bacterianas estudiadas en estos bebés reveló que ya estaban surgiendo múltiples cepas de cada bacteria.
"Con la información que tenemos, a medida que continuamos siguiendo a estos bebés, podemos rastrearlos y ver cuánto tiempo permanecen estas cepas tempranas de bacterias", dijo Bittinger. "Entonces podemos ver las consecuencias de esta actividad química inicial más adelantemuestras y, con suerte, identificar los primeros cambios que podrían afectar la salud más adelante en la infancia ".
Los investigadores esperan utilizar los hallazgos del estudio para determinar cómo el desarrollo del microbioma intestinal puede influir en el aumento de peso excesivo. Los bebés que participan en este estudio serán seguidos durante los primeros dos años de vida. Además, los 88 bebés involucrados en elestudio son afroamericanos, una población para la que la obesidad infantil es una preocupación creciente.
"Hay muy pocos estudios que hayan analizado los patrones de crecimiento infantil en los afroamericanos", dijo Babette Zemel, PhD, directora asociada del programa del Centro de Ciencias Fenómicas Humanas, directora del Laboratorio de Nutrición y Crecimiento, investigador académicocon el Programa de Peso Saludable en CHOP, profesor investigador de pediatría en la Facultad de Medicina Perelman de la Universidad de Pensilvania y coautor principal del estudio. "Con esta importante primera pieza del rompecabezas, podemos seguir estos términos saludablesbebés y aprender cómo se ve un patrón de crecimiento normal para que, en el futuro, podamos intervenir cuando los cambios en el microbioma puedan afectar negativamente a los niños ".
El financiamiento parcial fue proporcionado por una donación sin restricciones de la American Beverage Foundation for a Healthy America a CHOP para apoyar el Programa de Peso Saludable. Este estudio también fue respaldado por el Instituto de Investigación CHOP, el Programa de Microbioma PennCHOP, el Departamento de la Universidad Estatal de Pensilvania deIngeniería Química, el Centro Nacional para el Avance de las Ciencias Traslacionales UL1TR001878, el Instituto Nacional de Enfermedades y Trastornos Digestivos del Riñón R01DK107565, una subvención de Fórmula del Tabaco bajo el programa Commonwealth Universal Research Enhancement CURE SAP # 4100068710, InvestigaciónElectronic Data Capture REDCap, el núcleo analítico y repositorio humano-microbiano del Centro de Estudios Moleculares en Enfermedades Digestivas y del Hígado P30DK050306, el Premio Académico de Investigación de la Asociación Estadounidense de Gastroenterología y el Instituto Médico Howard Hughes HHMI MedicalCompañerismo.
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Materiales proporcionado por Hospital de Niños de Filadelfia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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