Las comunidades microbianas en el intestino, también conocidas como el microbioma intestinal, 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?
Los científicos han podido analizar durante mucho tiempo el microbioma intestinal a nivel de 500 a 1,000 especies bacterianas diferentes que tienen principalmente una influencia beneficiosa; solo recientemente han podido identificar cepas individuales dentro de una sola especie utilizando potentes herramientas genómicas ysupercomputadoras que analizan cantidades masivas de datos genéticos.
Los investigadores de la Universidad de Alabama en Birmingham ahora han utilizado su método de "huella digital" de microbioma para informar que un mosaico individualizado de cepas microbianas se transmite al microbioma intestinal del bebé desde una madre que da a luz a través del parto vaginal. Detallaron esta transmisión analizandobases de datos metagenómicas existentes de muestras fecales de pares madre-bebé, así como analizar la transmisión de la presa de ratón y la cría en un modelo de ratón libre de gérmenes o gnotobiótico en la UAB, donde las presas se inocularon con microbios fecales humanos.
"Los resultados de nuestro análisis demuestran que múltiples cepas de microbios maternos, algunos que no abundan en la comunidad fecal materna, pueden transmitirse durante el nacimiento para establecer una comunidad microbiana intestinal infantil diversa", dijo Casey Morrow, Ph.D., profesor emérito del Departamento de Biología Celular, del Desarrollo e Integrativa de la UAB: "Nuestro análisis proporciona nuevas ideas sobre el origen de las cepas microbianas en la comunidad microbiana infantil compleja".
El estudio utilizó una herramienta de bioinformática de seguimiento de deformación desarrollada previamente en la UAB, llamada Similitud de variante de nucleótido simple basada en Windows, o WSS. Hyunmin Koo, Ph.D., Departamento de Genética y Genómica de la UAB, dirigió el análisis informáticoLos estudios del modelo de ratón gnotobiótico fueron dirigidos por Braden McFarland, Ph.D., profesor asistente en el Departamento de Biología Celular, del Desarrollo y Integrativa de la UAB.
Morrow y sus colegas han utilizado esta herramienta de huellas dactilares de microbios en varios estudios previos de seguimiento de la tensión. En 2017, encontraron 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 las heces.trasplantes. En 2018, mostraron que los cambios en el tracto gastrointestinal superior a través de la cirugía de obesidad condujeron 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, encontraronque gemelos adultos, de 36 a 80 años de edad, compartieron cierta tensión o cepas entre cada pareja por períodos de años, e incluso décadas, después de que comenzaron a vivir separados el uno del otro.
En el estudio actual, se encontraron varios patrones individuales de distribución de la tensión microbiana entre madres y bebés. Tres pares madre-bebé mostraron solo cepas relacionadas, mientras que una docena de otros bebés de pares madre-bebé contenía un mosaico demicrobios relacionados y no relacionados. Podría ser que las cepas no relacionadas vinieran 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 cepas en especies individuales ocurrieron en siete de las mujeres.
Para definir mejor la fuente de las cepas no relacionadas, se usó un modelo de ratón para observar la transmisión de la presa a la cría en ausencia de microbios ambientales. A cinco hembras diferentes se les dieron trasplantes de materia fecal humana diferente para crear cinco microbiomas humanizados únicosratones, que fueron criados con machos gnotobióticos. Luego, los investigadores analizaron las cepas encontradas en los donantes humanos, las presas de ratón y sus cachorros de ratón. Encontraron cuatro patrones diferentes: 1 La cepa del cachorro de una especie en particular estaba relacionada con la cepa de la presa;2 La tensión del cachorro estaba relacionada tanto con la tensión de la presa como con la tensión del donante humano;3 La tensión del cachorro estaba relacionada con la tensión del donante humano, pero no con la tensión de la presa;y, lo que es más importante, 4 No se encontraron cepas relacionadas para una especie en particular entre el cachorro, la presa y el donante humano.Dado que estos animales fueron criados y criados en condiciones libres de gérmenes, las cepas no relacionadas en los cachorros provenían de cepas menores y no detectadas en las presas.
"Los resultados de nuestros estudios apoyan una reconsideración de la contribución de diferentes microbios maternos a la comunidad microbiana entérica infantil", dijo Morrow. "La constelación de cepas microbianas que detectamos en los bebés heredados de la madre fue diferente en cada madre".-infantil par. Dado el papel reconocido del microbioma en las enfermedades metabólicas como la obesidad y la diabetes tipo 2, los resultados de nuestro estudio podrían ayudar a explicar aún más la susceptibilidad del bebé a la enfermedad metabólica que se encuentra en la madre ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Alabama en Birmingham . Original escrito por Jeff Hansen. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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