Mosaicos individualizados de transferencia de cepas microbianas del intestino materno al infantil
Crédito: CC0 Public Domain
Las comunidades microbianas en el intestino, también conocidas como microbiomas intestinales, son vitales para la digestión humana, el metabolismo y la resistencia a la colonización por patógenos. La composición del microbioma intestinal en bebés y niños pequeños cambia ampliamente en los primeros tres años de vida. Pero, ¿de dónde vienen esos microbios en primer lugar?
Durante mucho tiempo, los científicos han podido analizar el microbioma intestinal al nivel de las 500 a 1000 especies bacterianas diferentes que principalmente tienen una influencia beneficiosa; solo más recientemente han podido identificar cepas individuales dentro de una sola especie utilizando poderosas herramientas genómicas y supercomputadoras que analizan cantidades masivas de datos genéticos.
Los investigadores de la Universidad de Alabama en Birmingham ahora han usado su microbioma » huella digital» para informar que un mosaico individualizado de cepas microbianas se transmite al microbioma intestinal infantil de una madre que da a luz a través del parto vaginal. Detallaron esta transmisión mediante el análisis de bases de datos metagenómicas existentes de muestras fecales de parejas madre-hijo, así como el análisis de la transmisión de madres y crías de ratón en un modelo de ratón libre de gérmenes o gnotobiótico en la UAB, donde las madres fueron inoculadas con microbios fecales humanos. .
«Los resultados de nuestro análisis demuestran que múltiples cepas de microbiosomas maternos que no son abundantes en la comunidad fecal materna pueden transmitirse durante el nacimiento para establecer una comunidad microbiana intestinal diversa en el bebé», dijo Casey Morrow, Ph. D., profesor emérito del Departamento de Biología Celular, del Desarrollo e Integrativa de la UAB. «Nuestro análisis proporciona nuevos conocimientos sobre el origen de las cepas microbianas en la compleja comunidad microbiana infantil».
El estudio utilizó una herramienta bioinformática de seguimiento de cepas desarrollada previamente en la UAB, llamada Variante de un solo nucleótido basada en ventanas. Similitud, o WSS. Hyunmin Koo, Ph.D., Departamento de Genética y Genómica Core de la UAB, dirigió el análisis informático. Los estudios del modelo de ratón gnotobiótico fueron dirigidos por Braden McFarland, Ph.D., profesor asistente en el Departamento de Biología Celular, del Desarrollo e Integrativa de la UAB.
Morrow y sus colegas han utilizado esta herramienta de huellas dactilares de microbios en varias cepas anteriores. -estudios de seguimiento. En 2017, descubrieron que los microbios de donantes fecales utilizados para tratar pacientes con infecciones recurrentes por Clostridium difficile permanecieron en los receptores durante meses o años después de los trasplantes fecales. En 2018, demostraron que los cambios en el tracto gastrointestinal superior a través de la cirugía de obesidad llevaron a la aparición de nuevas cepas de microbios. En 2019, analizaron la estabilidad de nuevas cepas en individuos después de tratamientos con antibióticos y, a principios de este año, descubrieron que los gemelos adultos, de 36 a 80 años, compartían una determinada cepa o cepas entre cada pareja durante períodos de años, e incluso décadas, después de que comenzaron a vivir separados.
En el estudio actual, se encontraron varios patrones individuales específicos de distribución de cepas microbianas entre madres e hijos. Tres pares de madres e hijos mostraron solo cepas relacionadas, mientras que una docena de otros hijos de parejas de madres e hijos contenían un mosaico de microbios relacionados y no relacionados con la madre. Podría ser que las cepas no relacionadas provinieran de la madre, pero no habían sido la cepa dominante de esa especie en la madre y, por lo tanto, no se habían detectado.
De hecho, en un segundo estudio que utilizó un conjunto de datos de nueve mujeres tomadas en diferentes momentos de sus embarazos mostró que las variaciones de cepa en especies individuales ocurrieron en siete de las mujeres.
Para definir mejor la fuente de las cepas no relacionadas, se utilizó un modelo de ratón para observar la transmisión de madre a cachorro en ausencia de microbios ambientales. Cinco hembras diferentes recibieron trasplantes de diferente materia fecal humana para crear cinco ratones únicos con microbioma humanizado, que fueron criados con machos gnotobióticos. Luego, los investigadores analizaron las cepas encontradas en los donantes humanos, las madres de ratón y sus crías de ratón. Encontraron cuatro patrones diferentes: 1) la cepa del cachorro de una especie en particular estaba relacionada con la cepa de la madre; 2) La cepa del cachorro estaba relacionada tanto con la cepa de la madre como con la del donante humano; 3) La cepa del cachorro estaba relacionada con la cepa del donante humano, pero no con la cepa de la madre; y, lo que es más importante, 4) No se encontraron cepas relacionadas para una especie en particular entre el cachorro, la madre y el donante humano. Dado que estos animales fueron criados y criados en condiciones libres de gérmenes, las cepas no relacionadas en las crías provinieron de cepas menores no detectadas en las madres.
«Los resultados de nuestros estudios respaldan una reconsideración de la contribución de diferentes microbios maternos a la comunidad microbiana entérica infantil», aseguró Morrow. «La constelación de cepas microbianas que detectamos en los bebés heredados de la madre era diferente en cada pareja madre-bebé. Dada la función reconocida del microbioma en enfermedades metabólicas como la obesidad y la diabetes tipo 2, los resultados de nuestro estudio podrían ayudar para explicar aún más la susceptibilidad del bebé a la enfermedad metabólica que se encuentra en la madre».
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Persistencia de cepas microbianas intestinales en gemelos que viven separados después de cohabitar durante décadas Más información: Hyunmin Koo et al, Un mosaico individualizado de cepas microbianas maternas se transmite al bebé comunidad microbiana intestinal, Royal Society Open Science (2020). DOI: 10.1098/rsos.192200 Información de la revista: Royal Society Open Science
Proporcionado por la Universidad de Alabama en Birmingham Cita: mosaicos individualizados de transferencia de cepas microbianas de la madre to the infant gut (8 de mayo de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-05-individualized-mosaics-microbial-strains-maternal.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.