El microbioma intestinal de la madre comparte genes con el del bebé

Las bacterias beneficiosas del intestino materno comparten genes con los microbios intestinales del bebé desde poco antes del nacimiento y durante el primer año de vida, y favorecen su desarrollo inmunológico y cognitivo.Numerosas evidencias científicas han mostrado la importancia del microbioma intestinal –formado por los microbios (bacterias, virus, hongos, arquetas, protozoos…) que residen en nuestro intestino y las interacciones de sus genes– para la salud física y mental de las personas. Ahora, una investigación ha comprobado que durante el parto y después del mismo, las bacterias del intestino de la madre se transfieren al cuerpo del bebé, sembrando una comunidad única de bacterias beneficiosas que ayudarán a descomponer los alimentos, sintetizar vitaminas y contribuir a que el sistema inmunitario del recién nacido aprenda a reconocer a los agentes patógenos.

Los investigadores han encontrado un nuevo modo de transmisión microbiana vertical de madre a hijo, en el que los microbios del intestino materno compartieron genes con los microbios del intestino infantil durante el período perinatal que empieza inmediatamente antes del nacimiento del bebé y dura hasta las primeras semanas tras el nacimiento, y que esta transferencia de genes permitió que las cepas microbianas maternas influyeran en la capacidad funcional del microbioma infantil, en ausencia de transmisión persistente de las propias cepas microbianas.

Los resultados del trabajo se han publicado en la revista Cell y proporcionan valiosos datos sobre la dinámica de colonización intestinal que influye en el desarrollo infantil antes y después del nacimiento. “Este es el primer estudio que describe la transferencia de elementos genéticos móviles entre microbiomas maternos e infantiles”, afirma Ramnik Xavier, del Instituto Broad del MIT y Harvard y autor principal del estudio. “Nuestro estudio también, por primera vez, integró el microbioma intestinal y los perfiles metabolómicos de madres y bebés y descubrió vínculos entre los metabolitos intestinales, las bacterias y los sustratos de la leche materna. Esta investigación representa una perspectiva única en el desarrollo conjunto de microbiomas y metabolomas intestinales

Bacterias intestinales y sistema inmunitario del bebé

Las bacterias intestinales impulsan la maduración del sistema inmunitario en parte mediante la producción de metabolitos microbianos. El desarrollo del microbioma intestinal de los niños sigue patrones predecibles y comienza con la transmisión de microbios de la madre al nacer. Los metabolitos microbianos no solo intervienen en la maduración del sistema inmunológico del bebé, sino que también influyen en el desarrollo cognitivo temprano.

Xavier y sus colegas estudiaron el desarrollo conjunto de microbiomas y metabolomas desde la última etapa del embarazo hasta el primer año de vida empleando datos multiómicos longitudinales de una cohorte de 70 parejas de madre e hijo y observaron que se producía una transferencia entre especies de madre a hijo a gran escala de elementos genéticos móviles, que con frecuencia involucraba genes relacionados con adaptaciones relacionadas con la dieta.

Los metabolomas intestinales infantiles tenían una menor diversidad que los metabolomas maternos, pero presentaban cientos de metabolitos únicos y asociaciones de microbios y metabolitos que no se encontraron en las madres. Los metabolomas y las firmas de citocinas séricas de los lactantes a los que se administró leche de fórmula regular, pero no ampliamente hidrolizada, fueron distintos de los de los lactantes alimentados exclusivamente con leche materna.

“El intestino infantil albergaba miles de metabolitos únicos, muchos de los cuales probablemente fueron modificados a partir de sustratos de la leche materna por bacterias intestinales”, ha explicado Tommi Vatanen, coautor del estudio junto con Karolina Jabbar, ambos del Instituto Broad del MIT y Harvard. “Muchos de estos metabolitos probablemente afecten el sistema inmunológico y el desarrollo cognitivo”.

Los metabolomas intestinales infantiles eran menos diversos que los metabolomas de las madres, pero aun así se detectaron más de 2.500 características metabolómicas exclusivas de los bebés, y también se identificaron numerosas asociaciones específicas para bebés de especies bacterianas y metabolitos fecales, incluidos neurotransmisores e inmunomoduladores.

“Nos sorprendió descubrir que las bacterias intestinales maternas que rara vez se observaban en los bebés contribuyeron a la estructura del microbioma intestinal infantil”, ha dicho Xavier. “También encontramos evidencia de que los profagos (bacteriófagos inactivos o virus que residen en los genomas bacterianos) contribuyen al intercambio de elementos genéticos móviles entre los microbiomas maternos e infantiles”.Los autores afirman que el microbioma materno puede dar forma al microbioma intestinal infantil a través de la transferencia horizontal de genes, además de la transmisión vertical clásica de cepas y especies. Admiten, sin embargo, que el hecho de no considerar los cambios en la dieta y el estilo de vida entre el embarazo y el posparto supone una limitación del estudio porque puede haber afectado las alteraciones del microbioma y el metaboloma, por lo que en futuros estudios pretenden investigar más a fondo los vínculos entre las bacterias y los metabolitos, así como la producción metabólica bacteriana específica de la cepa utilizando bacterias aisladas in vitro.