Una investigación revela cómo las bacterias intestinales se adaptaron a la leche materna humana
Académicos de Japón y Australia creen que la bacteria Bifidobacterium longum se adaptó exitosamente al nicho específico del intestino infantil al producir una enzima llamada LnbX, que permite a este microbio crecer en un azúcar que es abundante solamente en la leche humana. Los investigadores dicen que han descubierto una posible ruta evolutiva para la relación mutuamente benéfica que tienen la microbiota intestinal con los humanos y cómo ciertas bacterias se adaptaron a la leche materna.
Takane Katayama de la Universidad de Kioto, uno de los autores senior del estudio, afirma que “dado que la bifidobacteria tiene efectos que promueven la salud, nuestros hallazgos revelan una posible ruta evolutiva de la simbiosis derivada de la leche humana entre la microbiota intestinal y los humanos.”
En el documento que escribieron para la revista Cell Chemical Biology, el equipo de investigadores estableció que previamente habían caracterizado las enzimas LnbB y LnbX, que degradan el oligosacárido de la leche humana lacto N-tetraosa en Bifidobacterium bifidum y Bifidobacteriumn longum, respectivamente.
En el nuevo estudio, hallaron que LnbX tiene una estructura y un mecanismo catalítico diferentes de LnbB.
“Aunque B. longum y B. bifidum pertenecen al mismo género y habitan el mismo ambiente, usan diferentes enzimas para metabolizar la lacto-N-tetraosa, con la ventaja de que usan estructuras variadas de este azúcar de la leche humana”, dijo el coautor Shinya Fushinobu de la Universidad de Tokio.
“Los hallazgos sugieren que las diferentes especies y cepas de bifidobacterias beneficiosas lograron evolucionar diferentes herramientas moleculares para digerir el mismo tipo de azúcar de la leche humana, lo que explica su habilidad de coexistir y prosperar en el tracto gastrointestinal de los bebés alimentados con leche materna.”
Experimentos adicionales mostraron que el gen LnbX es crítico para la habilidad de B. longum para crecer específicamente alimentado con lacto-N-tetraosa.
Además, un análisis de ADN fecal reveló que B. longum y el gen LnbX eran más abundantes en el tracto intestinal de 10 niños que exclusivamente consumían leche materna, comparados con seis niños que tomaron una mezcla de fórmula y leche materna.
“En conjunto, estos hallazgos sugieren que LnbX es importante para que B. longum persista en el ecosistema intestinal de los bebés alimentados con leche materna, y los azúcares de la leche humana han sido la presión selectiva para la evolución de LnbX”, dijo Katayama.
En estudios futuros, los investigadores buscarán si otras especies de bifidobacterias producen diferentes enzimas para digerir los azúcares de la leche humana. También buscarán metabolitos de las bifidobacterias que promuevan la salud del lactante.
Esta investigación podría mejorar las fórmulas infantiles mediante la fortificación ya sea con compuestos de bacterias beneficiosas, o con enzimas microbianas que hayan sido manipuladas para llevar a cabo la reacción inversa y sintetizar los azúcares de la leche humana a un bajo costo y a gran escala.
“Aunque la lactancia durante el primer año de vida se recomienda en la mayoría de los casos, algunas madres deben apoyarse en la leche de fórmula porque tienen infecciones virales o no producen leche con nutrientes esenciales como el zinc”, dijo Katayama.
“Entonces, el desarrollo de nuevas estrategias para fortificar las fórmulas infantiles con ingredientes que promuevan la salud será especialmente crítico en estos casos raros en los que la lactancia materna no es posible.”
Fuente: Cell Chemical Biology “Molecular Insight into Evolution of Symbiosis between Breast-Fed Infants and a Member of the Human Gut Microbiome Bifidobacterium longum”
Autores: Takane Katayana, y cols.
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