Metagenómica del viroma fecal: efecto acumulativo de la cantidad de gluten y de enterovirus en el riesgo de autoinmunidad de la enfermedad celíaca en niños con predisposición: el estudio Teddy

Artículo comentado - Niño

Por el Pr. Emmanuel Mas
Gastroenterología y nutricíon, Hospital de Niños, Toulouse, Francia

Faecal bacteria. Scanning electron micrograph (SEM) of bacteria cultured from a sample of human faeces.

Comentario del artículo original de Lindfors et al. (Gut 2019) [1]

Se han sugerido varios facilitadores medioambientales de la enfermedad celíaca (EC) como un consumo de gluten más elevado, infecciones gastrointestinales frecuentes, y adenovirus, enterovirus, rotavirus y reovirus. Sin embargo, no se sabe si existe una interacción entre la cantidad de gluten ingerido y las exposiciones virales en el desarrollo de la EC. El objetivo de este estudio era averiguar si diferentes exposiciones virales, solas o asociadas al gluten, aumentan el riesgo de autoinmunidad de la EC en niños genéticamente predispuestos. Su conclusión es que una exposición frecuente a enterovirus entre los 1 y 2 años se asocia, efectivamente, a un mayor riesgo de autoinmunidad de la EC. El efecto acumulativo de la interacción entre los enterovirus y un consumo de gluten más elevado podrían ser dos de las causas.

¿Qué se sabe ya sobre este tema?

La enfermedad celíaca es una patología autoinmunitaria que aparece en personas genéticamente predispuestas con un genotipo HLA DQ2 y/o DQ8 positivo. Se caracteriza por la presencia de una atrofia vellositaria y de una infiltración linfocitaria en el epitelio del intestino delgado. El gluten presente en la alimentación induce una respuesta autoinmunitaria dirigida contra la transglutaminasa tisular. La aparición de anticuerpos antitransglutaminasa (TG) define la autoinmunidad de la enfermedad celíaca.

El aumento de la incidencia de las enfermedades autoinmunitarias lleva a sospechar que hay una influencia de factores medioambientales en su patogénesis. Ciertos estudios observacionales sugieren que las infecciones virales podrían inducir una ruptura de la tolerancia oral al gluten y la aparición de la enfermedad celíaca

¿Cuáles son los principales resultados aportados por este estudio?

Se trata de un estudio caso-control realizado en la cohorte de nacimiento TEDDY (The Environmental Determinants of Diabetes in the Young) compuesta por 8676 niños menores de 4 meses y medio, y con un seguimiento durante 15 años. El objetivo principal de esta cohorte es identificar a los factores genéticos y medioambientales asociados a la diabetes de tipo 1 y a la enfermedad celíaca. Después de juntar de dos en dos a los niños en función de sus antecedentes familiares de diabetes de tipo 1, sexo y lugar de inclusión en el estudio, se hizo el seguimiento de 83 pares (niños con predisposición y control) en el análisis final, para los cuales los datos del viroma fecal estaban disponibles después de la introducción del gluten. Entre esos pares, 16 tenían antecedentes familiares de diabetes de tipo 1. Durante el seguimiento, en 28 casos de autoinmunidad de la enfermedad celíaca apareció la enfermedad.

Cada mes se recogieron muestras fecales, desde los 3 meses hasta los 2 años; se hizo una búsqueda de enterovirus, adenovirus, astrovirus, norovirus, reovirus y rotavirus. Cada 3 meses, se enviaba un cuestionario alimenticio para recoger información sobre la lactancia materna y la edad de introducción de alimentos que contienen gluten. Un registro alimenticio durante 3 días permitió calcular las cantidades de gluten ingeridas a los 6, 9, 12, 18 y 24 meses.

El porcentaje de muestras de heces positivas para cualquier virus variaba del 22 al 50 %, sin pico relacionado con la edad, y el de los enterovirus del 0 al 21 % después de 6 meses. Entre los 1 y 2 años, se detectaron enterovirus en 31 casos frente a 16 en los controles (Tabla 1). El número acumulado de muestras de heces positivas para cualquier virus estaba asociado a un mayor riesgo de autoinmunidad de la enfermedad celíaca (OR 1,60; p = 0,01), con una mayor asociación en el caso de los enterovirus (OR 2,56; p = 0,02).

El riesgo de autoinmunidad de la enfermedad celíaca no aumentaba con las infecciones virales que aparecían después de la edad de introducción del gluten, cuando se mantenía la lactancia materna. En cambio, después del destete, en las muestras de heces recogidas entre los 1 y los 2 años, cuando se había introducido el gluten, existía una relación entre el número acumulado de virus (OR 1,41; p = 0,05) y de enterovirus encontrados (OR 2,47; p = 0,03) y el riesgo de autoinmunidad de la enfermedad celíaca. Existía una interacción significativa entre la presencia de enterovirus encontrados entre los 1 y los 2 años y la cantidad integrada de gluten hasta los 2 años sobre el riesgo de autoinmunidad de la enfermedad celíaca (p = 0,30). Este riesgo aumentaba con la cantidad ingerida de gluten: alta (OR 8,3), media (OR 2,9) y baja (OR 1,0) (Figura 1).

Puntos clave

  • Los factores medioambientales influyen en la enfermedad celíaca.

  • La exposición a los enterovirus es un factor de riesgo de aparición de anticuerpos de antitransglutaminasas en niños HLA DQ y/o DQ8 positivos.

  • Este riesgo se incrementa si hay una aportación importante de gluten en la alimentación.

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¿Cuáles son las consecuencias en la práctica?

Los resultados de este estudio son interesantes para prevenir la aparición de auto-anticuerpos de la enfermedad celíaca en niños con riesgo genético. Para ello, habría que prestar atención a las cantidades ingeridas de gluten, en concreto en caso de exposición a los enterovirus, sobre todo cuando el niño ya no está tomando leche materna.

Conclusión

Este estudio ha demostrado que existía una asociación entre las exposiciones digestivas a los enterovirus y el riesgo de autoinmunidad de la enfermedad celíaca en niños con riesgo genético. Este riesgo aumenta con la cantidad de gluten ingerido.

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Microbiota vaginal #12

Por el Prof. Markku Voutilainen
Facultad de medicina de la Universidad de Turku; gastroenterología, Hospital Universitario de Turku, Finlandia

Coloured scanning electron micrograph (SEM) of Prevotella melaninogenica, formerly known as Bacteroides melaninogenicus, is Gram-negative, anaerobic, rod to coccobacillus shaped, prokaryote (bacterium)

Coloured scanning electron micrograph (SEM) of Prevotella melaninogenica, formerly known as Bacteroides melaninogenicus, is Gram-negative, anaerobic, rod to coccobacillus shaped, prokaryote (bacterium).

Preeclampsia grave y microbiota

Lin CY, Lin CY, Yeh YM, et al. Severe preeclampsia is associated with a higher relative abundance of Prevotella bivia in the vaginal microbiota. Sci Rep 2020; 10: 18249.

La preeclampsia grave (PEG) es un trastorno hipertensivo del embarazo que puede ocasionar graves complicaciones tanto para el bebé como para la madre. Se caracteriza por hipertensión y manifestaciones de trastornos multiorgánicos. Aún no se conoce la función que puede desempeñar la microbiota vaginal en la patogénesis de la PEG. El presente estudio reveló que las mujeres con PEG presentaban una mayor abundancia relativa de Prevotella bivia (Pb) vaginal. Pb es una especie bacteriana anaerobia gramnegativa que antiguamente se asociaba a la enfermedad inflamatoria pélvica y a la vaginosis bacteriana. Estudios anteriores demostraron que la obesidad era un factor de riesgo para la PEG y que la microbiota vaginal de mujeres obesas se caracterizaba por una mayor diversidad y predominancia de Prevotella spp. En este estudio, el Índice de Masa Corporal (IMC) era el predictor más importante de la PEG y los autores sugieren que la mayor abundancia relativa de Pb en las bacterias vaginales, que está estrechamente regulada por el IMC, puede estar involucrada en la patogénesis de la PEG.

El moco cervical es esencial para la salud reproductiva femenina

Lacroix G, Gouyer V, Gottrand F, Desseyn JL. The cervicovaginal mucus barrier. Int J Mol Sci 2020; 21: 8266.

Esta revisión aborda los conocimientos actuales sobre el moco cervicovaginal (MC) y el tapón mucoso cervical (TMC) y las interacciones entre el moco del aparato genital femenino y las comunidades microbianas, tanto en situación fisiológica como en presencia de vaginosis bacteriana. El moco cervical (MC) es clave para la salud femenina: protege el epitelio vaginal y ayuda a preservar la fertilidad y la fecundidad. En este estudio, los autores evaluaron su función en situación fisiológica, así como en caso vaginosis bacteriana. Durante el embarazo, se forma un tapón mucoso cervical (TMC) para impedir que los microbios vaginales accedan al útero, y protege al feto frente a los patógenos. El tapón mucoso contiene moco, compuestos antimicrobianos y células inmunitarias. La microbiota vaginal normal se caracteriza por una dominancia de Lactobacillus spp. Para la salud vaginal es necesario que haya una cooperación continua entre la microbiota vaginal, el MC y las células del anfitrión. Esto incluye una acidificación por ácido láctico, la producción de especies de oxígeno reactivo, la interacción entre mucinas y células, y la difusión de células de señalización. La vaginosis bacteriana, que puede producir un parto prematuro, se caracteriza por la disminución de Lactobacilli, lo que conduce al deterioro de la función de barrera vaginal. Se ha encontrado un tapón mucoso cervical más corto, más permeable y menos mucoadhesivo en mujeres con alto riesgo de parto prematuro, en comparación con otras con bajo riesgo. Además de mediante antibióticos administrados por vía oral o vaginal, la vaginosis bacteriana puede tratarse restaurando la flora vaginal de Lactobacillus. En conclusión, el MC es crucial para la fertilidad y protege frente la vaginosis bacteriana e infecciones de transmisión sexual, que aumentan el riesgo de infertilidad y de partos prematuros.

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Revisión de prensa

Adulto - La dieta mediterránea modifica la microbiota intestinal en personas mayores, reduce la fragilidad y mejora el estado de salud : el estudo nu-age

Artículo comentado - Adulto

Por el Pr. Harry Sokol
Gastroenterología y nutrición, Hospital Saint-Antoine, París, Francia

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Comentario sobre el artículo de Ghosh et al. Gut 2020 [1]

El envejecimiento viene acompañado de un deterioro de múltiples funciones orgánicas y de una inflamación que, conjuntamente, contribuyen a la fragilidad. Los autores y otros equipos ya habían demostrado que la fragilidad estaba asociada a las alteraciones de la microbiota intestinal, sobre todo en un contexto de un régimen alimenticio poco variado. La dieta mediterránea se asocia a un buen estado de salud. En este caso, los investigadores han querido averiguar si 12 meses de dieta mediterránea, reconocida por asociarse a un buen estado de salud, podía modificar la microbiota intestinal, reducir la fragilidad y mejorar las funciones cognitivas. Se estableció el perfil de la microbiota intestinal de personas no frágiles o prefrágiles en cinco países europeos antes y después de adoptar una dieta mediterránea adaptada a personas mayores durante un año (dieta NU-AGE). Los resultados demuestran que es posible mejorar el régimen alimenticio habitual para modular la microbiota intestinal, lo que favorece un envejecimiento con mejor salud.

¿Qué se sabe ya sobre este tema?

La fragilidad que acompaña al envejecimiento implica el decaimiento de varios sistemas fisiológicos y una activación persistente de la respuesta inflamatoria inmunitaria innata. La fragilidad puede incluir la aparición de una inflamación crónica de bajo grado, una alteración de la función cognitiva, sarcopenia y la aparición de enfermedades crónicas como la diabetes y la arterosclerosis. Se ha sugerido que la modificación de las pautas alimenticias, como la adopción de una dieta mediterránea, puede ser una importante estrategia terapéutica para combatir la fragilidad [2]. La dieta mediterránea se caracteriza por un mayor consumo de verduras, leguminosas, fruta, nueces, aceite de oliva, pescado, y un bajo consumo de carne roja, productos lácteos y grasas saturadas. La adherencia a este tipo de alimentación se asocia a una menor mortalidad y a un aumento de la actividad antioxidante, así como a una reducción de la incidencia de varias enfermedades y de la inflamación.

Varios estudios han demostrado que la adopción de esta dieta está vinculada a una reducción de la fragilidad. Más allá de la asociación negativa con la enfermedad, una adherencia más elevada a la dieta mediterránea se ha relacionado con cambios beneficiosos en la composición de la microbiota intestinal (reducción de la abundancia de proteobacterias, aumento de los niveles de producción de ácidos grasos de cadena corta [AGCC]). Sin embargo, en el mundo, pocas personas mayores siguen esta alimentación y un gran número adolece de una alimentación limitada asociada a una microbiota intestinal poco diversificada. Cambiar esto supone un gran reto, en particular en el caso de personas que viven en residencias geriátricas.

En trabajos previos, los autores utilizaron un análisis bioinformático para identificar a los taxones microbianos específicos que se pierden progresivamente durante la transición de una microbiota diversificada de personas sanas a una microbiota poco diversificada de personas frágiles. En un estudio reciente que analizó una intervención alimenticia de 6 meses suplementada con 5 prebióticos (hasta 20 g/día) en personas mayores, se modificaron varios taxones microbianos, pero no se observó ningún cambio en la diversidad global de la microbiota o en los marcadores inflamatorios. Por tanto, los autores determinaron que era necesaria una intervención dietética más drástica. El objetivo del proyecto NU-AGE era estudiar el efecto de la administración de una dieta mediterránea personalizada durante 12 meses a una gran cohorte de más de 1200 personas de 65 a 79 años, repartidas en cinco países europeos. Se observó una asociación significativa entre una mayor adherencia a la dieta mediterránea y una mejora en la capacidad cognitiva global y en la memoria episódica [3].

Además, se demostró que una mayor adherencia reducía el índice de disminución de masa ósea en personas con osteoporosis y mejoraba la función inmunitaria innata, la tensión y la rigidez arteriales [4-6]. En el presente estudio, los autores analizaron la microbiota intestinal de un subgrupo de pacientes del estudio.

¿Cuáles son los principales resultados aportados por este estudio?

En total, se analizaron 612 personas (289 testigos: 145 hombres, 144 mujeres y 323 con dieta mediterránea: 141 hombres, 182 mujeres). En el estado basal, se observaron diferencias en términos nutricionales y de microbiota entre los distintos países. Además, se detectaron asociaciones entre la dieta mediterránea y la microbiota intestinal. Entre los taxones asociados a una buena adherencia a la dieta mediterránea (DietPositive), se encuentra una sobrerrepresentación de especies como Faecalibacterium prausnitzii, Eubacterium y Roseburia, la mayoría de las cuales se asocia a un buen estado de salud (incluida la producción de AGCC y efectos antiinflamatorios). A la inversa, los taxones habían disminuido en caso de una gran adherencia a esta alimentación y algunos se asociaron con la diabetes de tipo 2, el cáncer colorrectal, la cirrosis o las enfermedades inflamatorias crónicas del intestino. Estos resultados sugieren colectivamente que la adherencia a la dieta mediterránea puede modular la microbiota en una dirección asociada positivamente a la salud.

Por último, los autores observaron que la abundancia de taxones DietPositive estaba correlacionada de forma negativa con ciertos marcadores inflamatorios (PCR ultrasensible – PCRas e IL-17), y con puntuaciones clínicas más altas en caso de fragilidad (puntuaciones de Fried, prueba de velocidad de la marcha). Al contrario, la abundancia de estos taxones se correlacionaba de forma positiva con una mejora de las funciones cognitivas (puntuación de Constructional Praxis, puntuación de memoria de BabCock) y con una reducción de fragilidad (apretón de manos) y de dos marcadores antiinflamatorios (adiponectina y sGP130). Se observó la tendencia opuesta con los taxones DietNegative (Figura 1). El análisis de perfiles de metabolitos microbianos inferidos indicó que el cambio de microbiota modulado por la alimentación se asociaba a un aumento de la producción de ácidos grasos de cadena corta/ramificada y a una menor producción de ácidos biliares secundarios, de p-cresol, de etanol y de dióxido de carbono.

Puntos clave

  • El envejecimiento se asocia a un deterioro de numerosas funciones y a una inflamación que conducen a la fragilidad

  • Un régimen alimenticio mediterráneo induce un aumento de la abundancia de taxones bacterianos que se asocian a una reducción de la fragilidad

  • El papel del aumento de la producción de ciertos metabolitos bacterianos, incluidos los AGCC, se sugiere en los efectos positivos de la dieta

¿Cuáles son las consecuencias en la práctica?

Estos resultados confirman que la alimentación es un medio eficaz para actuar sobre el estado de salud, al menos en parte, mediante una modulación de la microbiota intestinal. Por supuesto, se puede aconsejar a personas mayores que adopten una dieta mediterránea, pero la viabilidad de una intervención nutricional así plantea preguntas a largo plazo. Este estudio, que ha identificado bacterias asociadas a los efectos beneficiosos de la dieta mediterránea, abre la vía a su utilización en forma de probióticos de nueva generación. Para esta indicación, habría que estudiar este tipo de enfoque basado en bacterias de la microbiota intestinal.

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Conclusión

Este estudio pone de relieve las interacciones complejas entre alimentación, microbiota intestinal y salud. Sugiere que los efectos beneficiosos de una dieta mediterránea sobre la salud de las personas mayores pasan, al menos en parte, por una modulación de la microbiota intestinal..

Recomendado por nuestra comunidad

"Buena ciencia - merece la pena leerlo..."  -@ethicos2013 (De Biocodex Microbiota Institute en X)

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Microbiota cutánea #12

Por el Prof. Markku Voutilainen
Facultad de medicina de la Universidad de Turku; gastroenterología, Hospital Universitario de Turku, Finlandia

Scanning Electron Micrograph (SEM) depicting large numbers of Staphylococcus aureus bacteria, which were found on the luminal surface of an indwelling catheter.

Perfiles de microbiota cutánea en función con la edad

Li Z, Bai X, Peng T, et al. New insights into the skin microbial communities and skin aging. Front Microbiol 2020: 11: 565549.

El envejecimiento intrínseco de la piel es un proceso de envejecimiento natural determinado por factores internos, mientras que el fotoenvejecimiento es el envejecimiento acelerado de la piel causado por una exposición repetida a la radiación ultravioleta (UV). Se sabe poco sobre la manera en que influye la microbiota cutánea en el proceso de envejecimiento (ya sea natural o por fotoenvejecimiento), así como sobre los efectos de los microbios de la piel según la edad en sendos procesos de envejecimiento. Para responder a esta cuestión, los autores analizaron 160 muestras de piel de las mejillas y el abdomen de 80 personas de distintas edades para describir perfiles de microbiota según la edad. Observaron que la abundancia de Cyanobacteria era superior en el grupo de niños y estaba asociada a un menor daño cutáneo causado por los rayos UV y pigmentación. En jóvenes y adultos, StaphycococcusCutibacterium y Lactobacillus mejoraron la barrera cutánea y protegieron frente al fotoenvejecimiento. Es posible que Cutibacterium module las respuestas inmunitarias, suprima la inflamación y ralentice los procesos de envejecimiento. En personas jóvenes y adultos, puede que Staphylococcus proteja del envejecimiento cutáneo intrínseco y mantenga la homeostasis de la microbiota cutánea. Los autores sugieren que estos hallazgos pueden tener un gran valor clínico y en la innovación, y que el desarrollo y la utilización de reguladores microbianos de la homeostasis de la piel puede reducir la incidencia de enfermedades cutáneas relacionadas con la edad.

El isomerato de sacárido modula la microbiota cutánea

Sfriso R, Claypool J. Microbial reference frames reveal distinct shifts in the skin microbiota after cleansing. Microorganisms 2020; 8: 1634.

Existen muchos factores intrínsecos, extrínsecos y relacionados con el anfitrión que modulan la microbiota cutánea. Los productos de limpieza de la piel, como los jabones sólidos o líquidos y los detergentes, tienen un impacto en la microbiota cutánea. El isomerato de sacárido (IS) es un hidratante de origen vegetal similar a la fracción natural de carbohidratos de la capa superior de la piel. El IS se une a la piel con más fuerza que otros ingredientes humectantes y mantiene la piel hidratada durante más tiempo del habitual. Los investigadores realizaron un estudio clínico aleatorizado, doble ciego y controlado con placebo para estudiar de qué manera afecta la limpieza con jabón líquido que contiene IS a la microbiota cutánea a lo largo del tiempo. De entre los organismos posiblemente beneficiosos, Paracoccus marcusii se asoció de forma positiva con la formulación activa. Esta bacteria produce astaxantina de manera natural, un potente carotenoide antioxidante con posibles efectos positivos en la salud. P. mercusii también es un posible degradador de hidrocarbonos poliaromáticos carcinógenos y un productor de biosurfactantes que puede desempeñar un papel crucial para mantener una piel sana. La limpieza con IS redujo, además, la abundancia de bacterias corineformes (Brevibacterium casei y Rothia mucilaginosa), relacionadas con infecciones cutáneas y representa un beneficio sin caracterizar de la formulación activa del jabón. Estos resultados sugieren que la limpieza de la piel con IS puede tener efectos beneficiosos en la microbiota cutánea.

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Microbiota intestinal #12

Por el Pr. Markku Voutilainen
Facultad de medicina de la Universidad de Turku; gastroenterología, Hospital Universitario de Turku, Finlandia

Trasplante de microbiota fecal en bebés nacidos por cesárea para restaurar una microbiota intestinal normal

Korpela K, Helve O, Kolho K-L, Saisto T, et al. Maternal fecal microbiota transplantation in cesarean-born infants rapidly restores normal gut microbial development: a proof-ofconcept study. Cell 2020; 183: 324-34.

La microbiota intestinal de bebés nacidos por parto vaginal es diferente de la de bebés nacidos por cesárea, ya que no están expuestos a microbios maternos durante el parto. Según varios estudios, es posible que la cesárea esté asociada a consecuencias a corto y largo plazo, como un mayor riesgo de enfermedades inmunitarias crónicas. En este estudio se ha evaluado la eficacia y la seguridad del trasplante de microbiota fecal (TMF) como herramienta para restaurar la microbiota intestinal de bebés nacidos por cesárea. Siete bebés nacidos por cesárea recibieron un trasplante fecal de su propia madre en el momento de la primera toma de leche, y la composición de su microbiota intestinal se comparó con la de 82 bebés nacidos por parto vaginal o por cesárea y sin TMF. Durante un seguimiento de 3 meses, no se registraron efectos adversos. Una semana después del TMF, la microbiota intestinal de los bebés que nacieron por cesárea era similar a la de los nacidos por parto vaginal, mientras que los bebés que habían nacido por cesárea y no habían recibido un TMF presentaban menor diversidad microbiana. El TMF corrigió la firma bacteriana de los bebés nacidos por cesárea, gracias a una rápida normalización de Bacteroidales, que era menor en el grupo nacido por cesárea, además de reducir los posibles patógenos típicos de bebés nacidos por cesárea. Este estudio preliminar de eficacia demostró que el TMF normaliza el desarrollo de la microbiota intestinal de bebés nacidos por cesárea.

Cesárea y riesgo de asma infantil

Stokholm J, Thorsen J, Blaser MJ, et al. Delivery mode and gut microbial changes correlate with an increased risk of childhood asthma. Sci Transl Med 2020; 12, eaax9929.

Los autores estudiaron los efectos del parto por cesárea en la composición de la microbiota intestinal durante el primer año de vida y analizaron si las perturbaciones estaban asociadas con un mayor riesgo de padecer asma durante los primeros seis años de vida. Incluyeron a 700 niños de la cohorte COPSAC2010 (Estudios Prospectivos de Copenhague sobre el Asma en la Infancia2010), de los cuales un 22 % (151) habían nacido por cesárea y un 78 % (549) por parto vaginal. La composición de la microbiota intestinal presentaba diferencias según el tipo de parto: los bebés nacidos por cesárea tenían una menor abundancia de Bacteroidetes y Actinobacteria en la primera semana de edad, pero la abundancia de Firmicutes y Proteobacteria era mayor en comparación con los nacidos por parto vaginal. En cuanto al género, solo había tres géneros diferentes a la edad de un año, y el parto por cesárea se asociaba con una mayor abundancia relativa de un género perteneciente a la familia Enterobacteriaceae y Escherichia/Shigella. Se identificó un perfil microbiano que permitía predecir el tipo de nacimiento a la semana, al mes y al año, y los niños que habían nacido por cesárea y que conservaban una firma de microbiota intestinal de cesárea a la edad de un año, presentaban un riesgo tres veces mayor de padecer asma a la edad de seis años. Este mayor riesgo de asma mejoró en los niños nacidos por cesárea cuya microbiota a la edad de un año se parecía a la de los niños nacidos por parto vaginal, lo que indicaba que una maduración sana de una microbiota intestinal disbiótica provocada por una cesárea puede mejorar parte del riesgo de padecer asma asociado al parto por cesárea.

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Microbiota intestinal y Clostridioides difficile

Síntesis

Por el Pr. Gianluca Ianiro
Centro de Enfermedades Digestivas, Fondazione Policlinico “A. Gemelli” IRCCS, Roma, Italia

 Illustration of the bacteria Clostridioides difficile.

En los últimos años, la infección por C. difficile (ICD) se ha convertido en una carga clínica y socioeconómica en todo el mundo, debido al aumento de su morbilidad, gravedad, mortalidad y del riesgo de reaparición. La microbiota intestinal tiene una implicación considerable en la ICD por varios motivos. En primer lugar, la mayoría de factores de riesgo asociados con el desarrollo de una ICD, especialmente el uso excesivo de antibióticos de amplio espectro, o de inhibidores de la bomba de protones, se relacionan con un desequilibrio de la microbiota intestinal. Es más, varios moduladores específicos de la microbiota influyen en la prevención (probióticos específicos) o tratamiento (trasplante de la microbiota fecal) de la ICD. En este artículo, revisaremos la epidemiología, los factores de riesgo y los tratamientos aprobados frente a la ICD, desde una perspectiva centrada en la microbiota.

Clostridioides difficile (C. difficile, antiguamente Clostridium difficile) es una bacteria anaerobia estricta, grampositiva y formadora de esporas. Las esporas permiten a C. difficile resistir en el entorno y propagarse desde personas infectadas. Ciertas circunstancias específicas (como la disbiosis causada por antibióticos) favorecen la germinación de las esporas en el intestino grueso, donde toman una forma vegetativa que conduce a una infección clínica (infección por Clostridium difficile [ICD]). En la fase de infección, C. difficile produce dos toxinas, la enterotoxina A y la citotoxina B, que dañan a los colonocitos y desencadenan la respuesta inflamatoria, desembocando en una variedad de cuadros clínicos, desde una colitis de intensidad leve a una colitis pseudomembranosa o un megacolon tóxico [1].

En los últimos años, la ICD se ha convertido en una carga sanitaria y económica considerable en la mayoría de países. Unos estudios realizados en Estados Unidos declaran una incidencia de casi 453 000 casos y de casi 29 000 fallecimientos relacionados por ICD en 2011, mientras que la incidencia en Europa es de 124 000 casos/año, con alrededor de 3 700 muertes/año. El aumento de la morbilidad, de la duración de la hospitalización y de la mortalidad, contribuye al considerable coste económico de la ICD, que representó casi 5000 millones de dólares en EE. UU. y unos 3700 millones en Europa en 2013 [2, 3]. Estas cifras demuestran que la incidencia de ICD ha crecido en todo el mundo, por varios motivos. En primer lugar, el consumo mayor de antibióticos, que son un conocido factor de riesgo en la aparición de la ICD. Es más, la propagación de ribotipos específicos (principalmente el ribotipo virulento 027, pero también el 017 en Asia, el 018 en Italia, el 17 621 en los países de Europa del Este y el 24 422 en Oceanía) ha permitido la aparición de casos agrupados de ICD. Además, se ha producido un aumento en el número de diagnósticos, debido al desarrollo de pruebas diagnósticas ultrasensibles (como la PCR), y a una mayor sensibilización entre los profesionales sanitarios. En términos generales, la principal causa del aumento global en la incidencia de ICD parece ser una mayor tasa de recidivas. Entre 2001 y 2012, la incidencia anual de recidivas de ICD aumentó casi un 189 %, mientras que el incremento en la incidencia global de ICD en el mismo periodo de tiempo fue casi del 43 % [2]. Dado que es menos probable curar una infección recurrente con antibióticos que un primer episodio, también se asocia a un aumento de la duración de hospitalización, de la morbilidad y de la mortalidad.

La ICD es la principal causa de diarrea infecciosa asociada a los cuidados, pero datos recientes sugieren que su difusión en ámbitos extrahospitalarios es cada vez mayor. Hasta la fecha, un 25-35 % de los casos de ICD se producen en el ámbito extrahospitalario, probablemente a través de diversas vías de transmisión fecal-oral (por ejemplo, zoonosis y comida).

A pesar del mayor número de diagnósticos de ICD, aún hay muchos diagnósticos incorrectos/infradiagnósticos, como se observó en el estudio EUCLID.

Este hallazgo sugiere que hay un número considerable de pacientes con ICD aún sin diagnosticar, con lo que aumenta el riesgo de difusión de la enfermedad.

Las ICD hospitalarias y extrahospitalarias parecen diferenciarse por varias características. En primer lugar, es más probable que los pacientes hospitalarios presenten un cuadro clínico grave, mientras que los pacientes extrahospitalarios pueden ser incluso portadores asintomáticos, lo que aumenta el riesgo de propagación de ICD. Además, se sabe que la ICD extrahospitalaria se propaga entre pacientes sin factores estándar de riesgo.

Factores de riesgo de una infection por C. difficile

Aunque aún no se han dilucidado los mecanismos patógenos exactos de las ICD, con el tiempo se han identificado varios factores de riesgo [4]. Conocerlos es importante, ya que el control de los factores de riesgo modificables es una medida de prevención contra las ICD. Los factores de riesgo más relevantes son la edad, el consumo de antibióticos o los inhibidores de la bomba de protones, entre otros (Figura 1).

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Antibióticos

Aunque los antibióticos siguen siendo moléculas esenciales en el arsenal terapéutico, también hay que tener en cuenta sus efectos indeseables sobre la microbiota intestinal, ya que existe un considerable conjunto de datos que respalda la asociación entre su consumo y muchas enfermedades producidas por la disbiosis, como la ICD [5].

En primer lugar, los antibióticos destruyen las bacterias comensales que pueden tener una acción directa contra C. difficile (secretando un cierto número de bacteriocinas), además de competir con el patógeno por los nutrientes (por ejemplo, el ácido siálico y el succinato). No solo eso, sino que las bacterias comensales también desempeñan una función protectora indirecta mediante la regulación de los ácidos biliares.

Recientemente, se ha asociado Clostridium scindens a la resistencia a la colonización por C. difficile. Esta bacteria tiene un operón inducible por los ácidos biliares que también es capaz de codificar enzimas deshidroxilantes que convierten los ácidos biliares primarios en ácidos biliares secundarios. Los ácidos biliares primarios promueven la germinación de esporas de C. difficile, mientras que los ácidos biliares secundarios son capaces de inhibir este proceso [6].

El consumo de antibióticos sistémicos es el factor de riesgo modificable más relevante en relación a las ICD. La microbiota intestinal puede ser determinante en el éxito o fracaso de la colonización del intestino grueso por C. difficile, mediante vías de acceso directas e indirectas. En principio, el desequilibrio de la microbiota intestinal causado por antibióticos de amplio espectro puede acarrear varias consecuencias que desemboquen en una ICD.

En consecuencia, los pacientes con ICD recurrente tienen un perfil microbiano desequilibrado, con una mayor abundancia relativa de familias bacterianas nocivas como Enterobacteriaceae Veillonellaceae y una menor abundancia relativa de familias favorables, como RuminococcaceaeBacteroidaceae Lachnospiraceae.

Un cierto número de revisiones sistemáticas, solas o con metaanálisis, han evaluado la relevancia de distintas clases de antibióticos en la aparición de ICD. En el primer metaanálisis (1998), el empleo de antibióticos se asociaba con una multiplicación por 6 del riesgo de contraer ICD, y el riesgo mayor era debido a fluoroquinolonas, clindamicina y cefalosporinas. Es más, se observó que el consumo de antibióticos era un factor predictivo independiente de la recurrencia de ICD (riesgo relativo, odds ratios (OR) 1,76). Uno de los factores clave para prevenir ICD es la promoción de un uso racional de los antibióticos, por lo que es de vital importancia conocer el riesgo de ICD asociado a distintas clases de antibióticos (Tabla 1).

El empleo de los siguientes antibióticos se asocia a un riesgo duplicado de ICD en pacientes hospitalizados: clindamicina, cefalosporinas, carbapenémicos, fluoroquinolonas, trimetoprim, sulfonamidas. En un entorno extrahospitalario, respectivamente, se observó que los antibióticos presentaban distintos niveles de riesgo de aparición o recaída de ICD, como: clindamicina (aumento del riesgo de 8 a 20 veces), cefalosporinas y fluoroquinolonas (aumento de 3 a 5 veces), macrólidos (aumento de 2 a 3 veces) [5].

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Inhibición del ácido gástrico
  • Los inhibidores de la bomba de protones (IBP) se emplean en buena medida en todo el mundo para varios trastornos digestivos altos, como la enfermedad por reflujo gastroesofágico, la hernia de hiato, la gastritis, la infección por H. pylori (con un tratamiento de erradicación con antibióticos) o úlcera gastroduodenal.

  • En general, los IBP se consideran medicamentos seguros. Sin embargo, un numerosos datos demuestran que el empleo de IBP se asocia significativamente con la aparición de ICD.

  • En principio, los IBP pueden aumentar el riesgo de colonización por C. difficile a través de varias vías de acceso, como una reducción de la producción de ácido que puede conducir a una proliferación bacteriana en el intestino delgado y una disbiosis, así como un aumento de las sales biliares que puede favorecer la germinación de esporas de C. difficile. Por último, no hay pruebas claras de que el aumento del pH gástrico ofrezca un entorno más seguro para las esporas [6].

  • Las pruebas clínicas de una asociación significativa entre IBP e ICD provienen de varias revisiones sistemáticas y metaanálisis, con oportunidades relativas que van desde 1,26 hasta 2,34, según estos informes (y desde 3 hasta 67, en función de los metaanálisis).

  • La mayor parte de las pruebas son heterogéneas y provienen de cohortes observacionales, por lo que factores de confusión, como otros fármacos utilizados o enfermedades concomitantes, podrían alterar la calidad de estas observaciones. Sin embargo, la asociación entre IBP e ICD siguió siendo significativa incluso después de la estratificación según el empleo de antibióticos, tanto en estudios de cohortes como estudios caso-control.

  • Se observó que la función nociva de los IBP era más fuerte en caso de ICD extrahospitalarias, lo que sugiere que se produce una utilización excesiva crónica en ambientes extrahospitalarios, más que en hospitales.

  • En concreto, varias metaanálisis (de 3 a 16 estudios) han asociado los IBP no solo con las ICD en general, sino también con las ICD recurrentes, con oportunidades relativas que van desde 1,52 hasta 2,51, aunque las definiciones de recurrencia variaban significativamente entre los estudios.

Edad
  • La edad es uno de los factores de riesgo de primoinfección por C. difficile y de ICD recurrente más conocidos.

  • Hay pruebas que demuestran que las tasas de ICD son mucho más elevadas en adultos mayores de 65 años que en la población más joven. En un metaanálisis de 33 estudios, una edad superior a los 65 años se identificaba con un factor predictivo independiente de recidiva de ICD (riesgo relativo 1,63).

  • Sin embargo, la edad es un factor de confusión, puesto que el consumo de distintos medicamentos que favorecen las ICD, como los antibióticos o los IBP, es más habitual en las personas de mayor edad. Cada vez hay más pruebas que sugieren que la microbiota de los pacientes ancianos es menos sana (en términos de diversidad microbiana reducida y aumento de especies oportunistas) de lo normal, lo que respalda de nuevo la función de un desequilibrio de la microbiota en la ICD [7].

Otras alteraciones

La asociación entre ICD y enfermedades concomitantes también se ha explorado de manera sistemática. En una revisión sistemática, se observó un riesgo de ICD significativamente mayor en las enfermedades inflamatorias crónicas del intestino (OR 3,72), la insuficiencia renal (OR 2,64), las neoplasias hemáticas (OR 1,75) y la diabetes (OR 1,15). Esto era especialmente así en las ICD extrahospitalarias [7].

Abordaje terapéutico de la ICD


Tratamiento convencional de la ICD

Tradicionalmente, el metronidazol y la vancomicina han sido las opciones terapéuticas más habituales para tratar la ICD, utilizados ambos como opciones de primera línea, mientras que para tratar las recaídas solo se recomendaba la vancomicina, con una pauta decreciente o intermitente [8].

Sin embargo, en los últimos años, la ICD se ha hecho más complicada de tratar. En concreto, se ha observado que el metronidazol obtenía menores tasas de curación que la vancomicina, de modo que se ha dado preferencia a la vancomicina frente al metronidazol también en caso de primoinfección. Sin embargo, la vancomicina también está perdiendo su eficacia, y las tasas de recurrencia de la enfermedad han aumentado. Es más, han aparecido cepas hipervirulentas de C. difficile, específicamente el ribotipo 027, que es menos sensible al tratamiento antibiótico estándar y se asocia con cuadros clínicos más graves [8].

En los últimos años, la fidaxomicina, un antibiótico de espectro reducido, ha resultado ser superior a la vancomicina para tratar las recurrencias de ICD. Sin embargo, su elevado coste y los pruebas recientes sobre su inferioridad en relación con el trasplante de microbiota fecal (TMF) para tratar la ICD recurrente, son limitaciones posibles para un uso a gran escala [9].

Los antibióticos representan un extraordinario descubrimiento científico y salvan millones de vida, pero su uso excesivo e inadecuado ahora suscita grandes inquietudes para la salud, especialmente debido a la aparición de resistencia a los antibióticos y disbiosis. Leamos la página dedicada a esta cuestión.

El papel ambivalente de los antibióticos

Al destruir las bacterias responsables de las infecciones, también afectan a la…

¿Qué es la Semana mundial de concienciación sobre la RAM?

Desde 2015, la OMS organiza cada año la Semana mundial de concienciación sobre la RAM (WAAW), cuyo objetivo es sensibilizar al público sobre la resistencia mundial a los antimicrobianos. Esta campaña, que tendrá lugar del 18 al 24 de noviembre, alienta al público general, a los profesionales sanitarios y a los responsables a hacer un uso razonable de los antimicrobianos para evitar el desarrollo de resistencia a los antimicrobianos.

Moduladores terapéuticas de la microbiota: probióticos y transplante de microbiota fecal

Generalmente, los probióticos se consideran como una opción fiable para restablecer una microbiota intestinal sana después de una disbiosis, provocada por ejemplo por un tratamiento antibiótico. En conjunto, se sabe que algunos probióticos son efectivos para tratar la diarrea posantibiótica (AAD), que es un efecto adverso frecuente en los tratamientos antibióticos [10-12]. En un metaanálisis de 21 ensayos aleatorizados, Saccharomyces boulardii disminuyó significativamente el riesgo de AAD (cociente de riesgos: 0,47) [11].

Como la ICD es básicamente un subgrupo de AAD, se investigó la eficacia de los probióticos para prevenir la ICD. Recientemente, una revisión Cochrane ha demostrado en un metaanálisis de 23 ensayos, que los probióticos son inocuos además de eficaces para prevenir la ICD [13]. Sin embargo, solo han demostrado ser eficaces para prevenir una primoinfección por C. difficile los probióticos específicos, como Saccharomyces boulardii, Lactobacillus casei, una mezcla de L. acidophilus y Bifidobacterium bifidum, y una mezcla de L. acidophilus, L. casei y L. rhamnosus, después de antibioticoterapias. En concreto, S. boulardii era eficaz para prevenir ICD en una cohorte de pacientes mayores hospitalizados, con el consiguiente ahorro económico. De hecho, un estudio canadiense demostró que el consumo de probióticos preventivos podía ahorrar 518 $ por paciente en comparación con la asistencia habitual, y reducir el riesgo de ICD [11]. Sin embargo, se necesitan estudios más amplios para confirmar la función de los probióticos específicos en la prevención de la ICD.

A partir de esta extraordinaria evidencia, las sociedades científicas han incluido el TMF como opción terapéutica para la ICD recurrente [14, 15]. El TMF es conocido por aumentar la supervivencia general y disminuir el tiempo de hospitalización en pacientes con ICD recurrente [16].

Aunque el TMF se ha ido estandarizando a lo largo de los años, aún está infrautilizado. Los futuros enfoques basados en la microbiota que garantizarán una amplia difusión del TMF incluyen un TMF en cápsulas y medicamentos a base de microbiota.

El TMF consiste en la introducción de heces de donantes sanos en el intestino de un paciente receptor para curar los trastornos relacionados con la disbiosis. Hasta la fecha, numerosas revisiones sistemáticas y metaanálisis han demostrado que el TMF es altamente eficaz para curar la ICD recurrente (hasta el 90% de tasas de curación).

Conclusión

La ICD es una enfermedad grave que aparece principalmente en pacientes con varios factores de riesgo, la mayoría asociados con un desequilibrio de la microbiota intestinal, como el abuso de antibióticos, los inhibidores de la bomba de protones y una edad avanzada. Además, desde una perspectiva microbiológica, el perfil microbiano de pacientes con ICD se caracteriza por un profundo desequilibrio de la microbiota intestinal. Los moduladores terapéuticos de la microbiota han demostrado ser eficaces para prevenir (probióticos específicos, algunas cepas de Lactobacillus S. boulardii) o curar (TMF) las ICD recurrentes, allanando el camino a un enfoque basado en la microbiota para el abordaje de esta afección.

Bibliografia

1 Guery B, Galperine T, Barbut F. Clostridioides difficile: diagnosis and treatments. BMJ 2019 ; 366 : l4609.

2 Ma GK, Brensinger CM, Wu Q, et al. Increasing incidence of multiply recurrent Clostridium difficile infection in the United States. A cohort study. Ann Intern Med 2017 ; 167 : 152-8.

3 Paredes-Sabja D, Shen A, Sorg JA. Clostridium difficile spore biology: sporulation, germination, and spore structural proteins. Trends Microbiol 2014 ; 22 : 406-16.

4 De Roo AC, Regenbogen SE. Clostridium difficile Infection: An Epidemiology Update. Clin Colon Rectal Surg 2020 ; 33 : 49-57.

5 Ianiro G, Tilg H, Gasbarrini A. Antibiotics as deep modulators of gut microbiota: between good and evil. Gut 2016 ; 65 : 1906-15.

6 Abt MC, McKenney PT, Pamer EG. Clostridium difficile colitis: pathogenesis and host defence. Nat Rev Microbiol 2016 ; 14 : 609-20.

7 McDonald LC, Gerding DN, Johnson S, et al. Clinical Practice Guidelines for Clostridium difficile Infection in Adults and Children: 2017 Update by the Infectious Diseases Society of America (IDSA) and Society for Healthcare Epidemiology of America (SHEA). Clin Infect Dis 2018 ; 66 : 987-94.

8 Furuya-Kanamori L, Stone JC, et al. Comorbidities, exposure to medications, and the risk of community-acquired Clostridium difficile infection: a systematic review and meta-analysis. Infect Control Hosp Epidemiol 2015 ; 36 : 132-41.

9 Hvas CL, Dahl Jørgensen SM, et al. Fecal microbiota transplantation is superior to fidaxomicin for treatment of recurrent Clostridium difficile infection. Gastroenterology 2019 ; 156 : 1324-32.

10 Ianiro G, Murri R, Sciumè GD, et al. Incidence of bloodstream infections, length of hospital stay, and survival in patients with recurrent clostridioides difficile infection treated with fecal microbiota transplantation or antibiotics: a prospective cohort study. Ann Intern Med 2019 ; 171 : 695-702.

11 Cammarota G, Ianiro G, Kelly CR, et al. International consensus conference on stool banking for faecal microbiota transplantation in clinical practice. Gut 2019 ; 68 : 2111-21.

12 Cammarota G, Ianiro G, Tilg H, et al. European consensus conference on faecal microbiota transplantation in clinical practice. Gut 2017 ; 66 : 569-80.

13 Goldenberg JZ, Lytvyn L, Steurich J, Parkin P, Mahant S, Johnston BC. Probiotics for the prevention of pediatric antibiotic-associated diarrhea. Cochrane Database Syst Rev 2015; (12) : CD004827.

14 Carstensen JW, Chehri M, Schønning K, et al. Use of prophylactic Saccharomyces boulardii to prevent Clostridium difficile infection in hospitalized patients: a controlled prospective intervention study. Eur J Clin Microbiol Infect Dis 2018 ; 37 : 1431-9.

15 McFarland LV. Probiotics for the primary and secondary prevention of C. difficile infections: a meta-analysis and systematic review. Antibiotics 2015 ; 4 : 160-78.

16 Szajewska H, Kołodziej M. Systematic review with meta-analysis: Saccharomyces boulardii in the prevention of antibiotic-associated diarrhoea. Aliment Pharmacol Ther 2015 ; 42 : 793-801.

 

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Artículos Gastroenterología

El análisis del viroma total arroja luz sobre la materia oscura viral en las enfermedades inflamatorias crónicas del intestino

Artículo Comentado - Adulto

Por el Pr. Harry Sokol
Gastroenterología y nutrición, Hospital Saint-Antoine, París, Francia

EII

Bacteriophages infecting bacteria, illustration. A bacteriophage, or phage, is a virus that infects bacteria.

Comentario del artículo original de Clooney et al. (Cell Host & Microbe 2019) [1]

En la actualidad, se cree que el viroma intestinal humano tiene un impacto significativo en el microbioma y la salud humana. Sin embargo, la mayoría de los análisis se han llevado a cabo en una fracción limitada de virus conocidos. Al realizar un análisis del viroma completo sobre una cohorte publicada de enfermedad inflamatoria crónica intestinal (EICI) y de nuevos datos sobre la rectocolitis hemorrágica, los autores han puesto de manifiesto el componente viral de la microbiota intestinal humana en las EICI más allá de la minoría identificable. Los autores han observado cambios específicos en las EICI y un aumento del número de secuencias de bacteriófagos moderados en pacientes que padecen la enfermedad de Crohn. Contrariamente a los métodos anteriores que dependen de bases de datos, no se ha observado ningún cambio en la riqueza viral. En los pacientes que sufren una EICI, los cambios en la composición del viroma reflejaban alteraciones en la composición bacteriana. Además, la combinación de los datos del bacterioma y del viroma mejoraba la potencia de la clasificación entre salud y enfermedad. El planteamiento consistente en analizar genomas de virus enteros a través de varias cohortes revela señales significativas durante las EICI que podrían ser cruciales para el desarrollo de biomarcadores y tratamientos en el futuro.

¿Qué se sabe ya sobre este tema?

Probablemente, el viroma sea una de las principales fuerzas que conforman el microbioma intestinal humano, pero quizá sea también su componente menos comprendido. Está dominado por bacteriófagos (fagos), que desempeñan una función vital en numerosas comunidades microbianas al estimular la diversidad, ayudar a renovar los nutrientes y facilitar la transferencia horizontal de genes. Comprender la función de los bacteriófagos en las estructuras de las comunidades microbianas será fundamental para comprender o controlar las alteraciones del microbioma intestinal humano asociadas a numerosas enfermedades Existen numerosas bacterias intestinales (y huéspedes potenciales de bacteriófagos) que son difíciles de cultivar, lo que significa que el análisis del viroma depende en gran medida de la secuenciación metagenómica y de los métodos bioinformáticos.

Puntos clave

  • No es posible estudiar una gran mayoría del viroma intestinal dado que no se encuentra en las bases de datos.

  • Un método independiente de las bases de datos desarrollado aquí permite comprender el viroma intestinal en su globalidad.

  • El viroma intestinal se encuentra alterado en las EICI, es menos estable y está dominado por bacteriófagos moderados.

  • El viroma intestinal podría utilizarse como biomarcador u objetivo terapéutico en el futuro.

Sin embargo, no existen genes marcadores universales para los bacteriófagos (como el ARNr 16S para las bacterias) y hay una carencia de información taxonómica, por culpa de bases de datos pobres, lo que significa que es necesario contar con métodos independientes de estas bases de datos. Los primeros estudios metagenómicos han puesto de relieve la diversidad del viroma intestinal humano, pero solo han sido capaces de clasificar una fracción menor (un 2 %) del ADN secuenciado [2]. Las mejoras en las tecnologías de secuenciación de alto rendimiento han permitido analizar el viroma con un inaudito nivel de detalle. Se ha confirmado que el viroma está increíblemente diversificado, que la mayoría no se alinea con las secuencias conocidas de las bases de datos (denominada la materia oscura viral), y que la composición es única en cada individuo.

Aunque el origen de las EICI sigue sin estar claro, estas enfermedades son multifactoriales y se asocian a alteraciones del microbioma intestinal. Ha aparecido un conjunto de datos que demuestra que el viroma intestinal se encuentra alterado en las EICI [3], con una mayor diversidad global y una mayor abundancia relativa del orden de los Caudovirales. Sin embargo, casi todos los resultados se han obtenido a partir de los cambios de composición de la fracción identificable del viroma, que representa tan solo el 15 % de los datos [3]. Esto limita la comprensión global del viroma y obstaculiza la identificación de los biomarcadores potenciales de la enfermedad. Es fundamental hallar un método de análisis independiente de la base de datos si se desea caracterizar plenamente los cambios del viroma intestinal.

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¿Cuáles son los principales resultados aportados por este estudio?

En el marco de este estudio, los autores han vuelto a analizar un conjunto de datos clave publicados anteriormente [3] y obtenidos a partir de pacientes con enfermedad de Crohn y rectocolitis hemorrágica y de pacientes control sanos. El problema del alto nivel de variación entre individuos se superó utilizando la homología de las proteínas y un algoritmo particular (clúster de Markov) para reagrupar las secuencias virales en rangos taxonómicos supuestos. De esta manera, ha sido posible describir los cambios de composición a través del viroma completo más allá de la minoría conocida. Los autores proponen que, contrariamente al viroma común de personas sanas constituido por bacteriófagos virulentos, el viroma de los pacientes con EICI está alterado, es menos estable y está dominado por bacteriófagos moderados. Han demostrado que las alteraciones del viroma imitan las del bacterioma y que cuando se utilizan conjuntamente, son más eficaces para diferenciar a los pacientes con EICI de las personas sanas (Figura 1). Los resultados se han validado en una cohorte longitudinal de pacientes con RCH. Este planteamiento, independiente de las bases de datos, podría utilizarse para esclarecer la materia oscura viral de numerosos estudios ya publicados.

¿Cuáles son las consecuencias en la práctica?

Estos resultados confirman que el viroma intestinal está alterado en las EICI y que puede asociarse a elementos de la microbiota bacteriana: podría utilizarse como biomarcador diagnóstico e incluso pronóstico. Por otro lado, las alteraciones observadas sugieren que el viroma podría ser parcialmente responsable de las alteraciones de la microbiota bacteriana observada en las EICI. Por tanto, en el futuro, el viroma intestinal podría ser un objetivo o una herramienta terapéutica para las EICI.

Conclusión

El viroma intestinal se estudia en su globalidad utilizando un método independiente de las bases de datos, que solamente permiten analizar una pequeña parte. Mientras que el viroma común de personas sanas está constituido por bacteriófagos virulentos, el viroma de pacientes con EICI está alterado, es menos estable y está dominado por bacteriófagos moderados. El viroma asociado a la microbiota bacteriana permite diferenciar a los pacientes con EICI de las personas sanas con más eficacia que utilizando exclusivamente el viroma o la microbiota bacteriana. Estos resultados abren nuevas perspectivas para el uso del viroma como biomarcador u objetivo terapéutico en las EICI.

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Artículo comentado

La microbiota en el congreso virtual UEG Week de 2020

De vuelta del congreso

Por el Prof. Magnus Simrén
Departamento de Medicina Molecular y Clínica, Instituto de Medicina Academia Sahlgrenska, Universidad de Gotemburgo, Gotemburgo, Suecia

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EII

Debido a la pandemia actual, la edición de 2020 del congreso UEG Week se celebró por primera vez en formato virtual. Como en ediciones previas, se presentaron numerosas sinopsis de estudios de calidad, de los que una gran parte analizaba la función de los microorganismos en la salud y en la enfermedad.

Microbiota, factores relacionados con el ambiente y con el hospedador en la salud y en la enfermedad

La microbiota intestinal se ha asociado a un gran número de enfermedades, pero aún no se ha definido claramente lo que es una microbiota “sana” o “enferma”. Un extenso estudio holandés basado en la población (OP178 R Gacesa et al.) demostró la existencia de patrones microbianos comunes a varias enfermedades (como la enfermedad inflamatoria intestinal (EII), el síndrome del intestino irritable (SII), el asma, la diabetes y los trastornos mentales), lo que ha permitido definir grupos de microbios y funciones intestinales relacionados con la salud y la enfermedad. En concreto, se observó que la microbiota asociada a las enfermedades se caracterizaba por un aumento significativo de la prevalencia y la abundancia de patógenos oportunistas de los géneros ClostridiumGordonibacter y Eggerthella, por una reducción del catabolismo de los carbohidratos y de la síntesis de aminoácidos y vitaminas, y por un aumento de la síntesis de ácidos grasos de cadena larga. Por otro lado, en la microbiota sana se observó una gran abundancia de comensales productores de butirato de los géneros AlistipesRoseburiaFaecalibacterium y Butyrivibrio. Los autores observaron, además, que la microbiota era influenciada principalmente por el entorno y el estilo de vida, por lo que llegaron a la conclusión de que se puede modular la microbiota mediante mejoras de la alimentación, del estilo de vida y del entorno, así como del consumo de probióticos. Además, un estudio de seguimiento longitudinal (OP201 L Chen et al.) puso de manifiesto que las variaciones microbianas a lo largo del tiempo parecen estar determinadas por las exposiciones ambientales y pueden afectar a la salud metabólica del hospedador.

La microbiota en las enfermedades intestinales

La restricción del consumo de lactosa es fundamental en el tratamiento de problemas gastrointestinales (GI) en personas con malabsorción de lactosa causada por una deficiencia de lactasa. Sin embargo, sigue sin esclarecerse el motivo por el que varía sustancialmente la gravedad de síntomas intestinales como las flatulencias, las distensiones abdominales y las diarreas, que aparecen tras la ingesta de lactosa en estas personas. Gracias a los análisis del Dutch Microbiome Project (OP177 MDF Brandao Gois et al.), se demostró que la microbiota intestinal, probablemente, actúa como mediador entre la ingesta de productos lácteos y la aparición de síntomas intestinales en pacientes con deficiencia de lactasa y, en concreto, se observó que el género Bifidobacterium podía ser particularmente relevante. Por lo tanto, la modulación de la composición de la microbiota intestinal puede influir en la sensibilidad a los productos lácteos en personas con intolerancia a la lactosa.

Aunque los mecanismos exactos que explican los síntomas gastrointestinales relacionados con los alimentos en pacientes con SII siguen sin estar claros, distintas modificaciones en la alimentación permiten mejorar los síntomas gastrointestinales en subconjuntos de pacientes. Un análisis a posteriori de un ensayo clínico ya publicado (P0786 E Colomier et al.) reveló la existencia de patrones de factores psicológicos, nutricionales y microbianos que tanto pueden predecir la respuesta a la dieta tradicional recomendada por el NICE (National Institute for Health and Care Excellence) para combatir el SII, como la respuesta a la dieta baja en oligosacáridos, disacáridos, monosacáridos y polioles fermentables (FODMAP) para combatir síntomas específicos. Esto apunta a que, en un futuro próximo, será posible personalizar las recomendaciones para el tratamiento dietético del SII.

Los microbios intestinales y sus metabolitos están implicados en la fisiopatología de varias enfermedades intestinales, como el SII y la EII, aspecto en el que hicieron hincapié varios de los resúmenes presentados durante la UEG Week 2020. En la EII, un extenso estudio de cohortes confirmó precisamente la presencia de disbiosis intestinal tanto en la colitis ulcerosa (CU) como en la enfermedad de Crohn (EC) (OP002 A Vich Vila et al.), y que esto repercutía en el perfil de los metabolitos fecales. Este perfil quizá podríautilizarse como biomarcador para distinguir entre la EII y una enfermedad que no sea EII, y entre la CU y la EC. En concreto, los metabolitos relacionados con la síntesis de esfingolípidos aumentaron en la EII, mientras que los metabolitos de ácidos grasos disminuyeron. Además, según un estudio preliminar de eficacia (OP045 L Oliver et al.), una combinación de cuatro marcadores del microbioma (Faecalibacterium prausnitzii y uno de sus filogrupos (PHG-II), Ruminococcus sp. y Methanobrevibacter smithii) podría predecir la respuesta al tratamiento con anti-FNT, con un valor predictivo positivo del 100 % y un valor predictivo negativo del 75 %. Esto indica que los análisis de la microbiota podrán utilizarse para personalizar el tratamiento de la EII en un futuro próximo. La función de la microbiota intestinal en el SII se subrayó en varias sinopsis, como por ejemplo en un estudio que confirma los efectos beneficiosos a largo plazo para la EII del trasplante de microbiota fecal (OP059 M El-Salhy et al.), que se asociaba a cambios en los perfiles bacterianos fecales y los ácidos grasos de cadena corta, y con un aumento de células enteroendocrinas (P0783 M El Salhy et al.). Asimismo, otro estudio demostró la existencia de un perfil microambiental intestinal diferente en el SII relacionado con el trastorno del tránsito intestinal predominante del paciente (P0651 C Iribarren et al.), donde la diferencia entre SII y la salud, y entre los subtipos de SII (SII con predominio con diarrea frente a SII con predominio con estreñimiento) estaba principalmente causada por los metabolitos implicados en el metabolismo de los aminoácidos y ciertas funciones celulares y moleculares. Por lo tanto, parece ser más importante lo que hacen los microbios que su composición por sí misma. También hubo sinopsis centrados en modelos animales relevantes para la fisiopatología del SII. Estos estudios subrayaron la importancia de la microbiota intestinal en la aparición de interacciones anormales entre el cerebro y el intestino (P0052 M Constante et al.), así como la influencia del estrés en la aparición de la disbiosis intestinal y la hipersensibilidad visceral (OP056 C Petitfils et al.). Los estudios son de gran relevancia para nuestra comprensión de las interacciones intestino- cerebro en el SII y la función de los microorganismos intestinales y sus metabolitos en estas interacciones, y encajan bien con el concepto de que el SII y otros trastornos gastrointestinales funcionales ahora se conocen como “trastornos de las interacciones intestino-cerebro”.

Microbiota en enfermedades extraintestinales

Por último, también hubo estudios que se centraron en la microbiota intestinal en enfermedades extraintestinales. Se presentaron alteraciones de la microbiota intestinal tanto en receptores de trasplantes renales como hepáticos (OP180 JC Swarte et al., y OP112 y Li et al.). Los pacientes con enfermedad renal en fase terminal se caracterizaban por una baja diversidad microbiana intestinal, una mayor riqueza de factores de virulencia y genes de resistencia a los antibióticos. La diversidad microbiana se redujo aún más tras el trasplante renal y la composición de la microbiota intestinal no se reconstituyó. Es más, los agentes inmunosupresores tuvieron un notable impacto sobre la composición de la microbiota intestinal. Los autores reconocieron que estos cambios pueden tener implicaciones importantes en el futuro de los trasplantes renales. Se observaron hallazgos similares en los receptores de trasplantes de hígado en cuanto a la diversidad microbiana, la composición de la microbiota intestinal y el efecto de los agentes inmunosupresores, y, curiosamente, la diversidad microbiana se asoció con la supervivencia tras el trasplante de hígado, lo que reveló un posible biomarcador u objetivo terapéutico nuevo.

Conclusión

En conclusión, según los estudios presentados en la UEG Week 2020, es evidente que la microbiota intestinal tiene una gran importancia en la salud y en un buen número de enfermedades diferentes. Un mayor entendimiento de la función de los microbios intestinales y sus metabolitos en distintas enfermedades influye de manera considerable en la atención sanitaria actual y lo hará aún más en un futuro próximo.

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De vuelta del congreso

¿Es importante el impacto de los antibióticos en la microbiota intestinal?

Síntesis

Por el Pr. Francisco Guarner
Servicio de Aparato Digestivo, Hospital Vall d’Hebron, Barcelona, España.

La doble cara de los antibioticos : Salvavidas y perturbadores de la microbiota

El uso extensivo e inadecuado de antibióticos puede conducir no solo a infecciones resistentes a los antimicrobianos, sino también a incrementar la incidencia de enfermedades crónicas no transmisibles. El consumo de antibióticos y las vacunas han contribuido más a aumentar la esperanza de vida que cualquier otra innovación médica. Los antibióticos se encuentran entre los hitos médicos más reconocidos, según los expertos consultados por el British Medical Journal [1]. Tras la introducción de medidas de prevención y tratamiento de enfermedades infecciosas, los cambios han sido gigantescos. Las infecciones solían ser la causa del 30 % de las muertes, especialmente de niños menores de 5 años, pero a finales del siglo XX, menos del 4 % de las muertes se debían a una infección [1]. Sin embargo, recientemente han surgido dos importantes motivos de preocupación. En primer lugar, los tratamientos de un número creciente de infecciones son menos efectivos debido a resistencias. La resistencia a los antibióticos supone en la actualidad una seria amenaza a la salud humana, y su vínculo con el consumo excesivo de antibióticos está bien documentado [2]. En segundo lugar, los antibióticos destinados a eliminar microbios patógenos han tenido consecuencias imprevistas para el ecosistema microbiano humano, con cambios que pueden ser difíciles de revertir [3]. El cuerpo humano acoge un complejo conjunto de microbios conocido como microbioma o microbiota, que desempeñan importantes funciones para la salud. La alteración de la microbiota y la consiguiente pérdida de atributos funcionales pueden provocar que las comunidades microbianas de personas que viven en sociedades industrializadas sean poco eficaces para su salud [3]. Estos asuntos requieren una sensibilización del colectivo médico y pautas claras por parte de las autoridades responsables de las políticas de salud.

Impacto del consumo ingente de antibióticos

Según el informe de la OMS de 2018 [2], la cantidad total de antibióticos consumida por los humanos se encuentra muy por encima de las 6500 toneladas anuales (datos de 65 países, China y EE. UU. no están incluidos). Una media de 18 de cada 1000 habitantes consume diariamente una dosis definida de antibióticos, lo que significa que cada día del año se consumen 139 millones de dosis. La media es menor en los países africanos (12 de cada 1000) que en Europa (17,8) o América (18,2), mientras que las infecciones causan hasta el 36,6 % del total de las muertes en África, pero solo el 2,7 % o el 4,5 % en Europa o América. Los países de renta baja siguen teniendo elevadas tasas de mortalidad debido a enfermedades infecciosas, pero tasas bajas de consumo de antibióticos. El acceso limitado, el uso de fármacos no adecuados o de pautas de tratamiento erróneas, puede contribuir a la aparición de infecciones resistentes en países de renta baja, como la tuberculosis.

En los países desarrollados, hasta la mitad de las recetas de antibióticos pueden considerarse inadecuadas [2]. El consumo innecesario de antibióticos acelera el desarrollo de resistencias, y las cepas multirresistentes de Pseudomonas aeruginosaEscherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Staphylococcus aureus, están aumentando [2].

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Aclamados como uno de los principales adelantos de la medicina en el siglo XX, los antibióticos han salvado millones de vidas. Sin embargo, también afectan a nuestra microbiota y provocan disbiosis. Examinemos de más cerca este papel ambivalente.

El papel ambivalente de los antibióticos

Al destruir las bacterias responsables de las infecciones, también afectan a la…

Disbiosis provocada por antibióticos

Aunque la mayoría de tratamientos con antibióticos no producen efectos secundarios inmediatos y evidentes, existe la preocupación de que los daños colaterales alteren la composición de la microbiota intestinal y sus funciones [3]. La diarrea postantibiótica es la complicación más comúnmente reconocida causada por antibióticos, y se presenta entre el 15 y el 25 % de los pacientes. La mayoría de los episodios de diarrea causada por antibióticos son leves y remiten espontáneamente. Sin embargo, en un creciente número de casos aparecen formas más severas, como la diarrea causada por Clostridioides difficile. Los trastornos relacionados con los antibióticos promueven la germinación de esporas de C. difficile en el intestino, la hiperproliferación de formas vegetantes y la producción de toxinas que derivan en daño epitelial y colitis. La presentación clínica es variable desde diarrea benigna autolimitada o recurrente, a megacolon tóxico, colitis fulminante y muerte [4].

Desde el nacimiento, la microbiota intestinal humana aumenta rápidamente su diversidad durante los tres primeros años de vida, antes de estabilizarse en el estado adulto. A partir de ahí, el núcleo de especies dominantes es estable pero la abundancia de las distintas bacterias puede fluctuar como respuesta a factores externos (alimentación, medicamentos, viajes, etc.). Los estudios han mostrado que los efectos de los antibióticos dan lugar a variaciones muy grandes en abundancias relativas. En pacientes tratados con betalactámicos o quinolonas, el núcleo de la microbiota se redujo de 29 a 12 taxones, el número total de taxones observados disminuyó en un 25 % y se produjo un cambio de Faecalibacterium Bacteroides como género dominante [5].

El uso de antibióticos indujo una disminución de la diversidad microbiana (pérdida de la riqueza del ecosistema) y una hiperproliferación de especies resistentes, que produjo un aumento general de la carga microbiana, es decir, del número de bacterias por gramo de heces [5]. Se han notificado casos extremos de proliferación causada por antibióticos con monodominancia de una sola cepa que alcanzaba el 92 % de abundancia relativa en muestras fecales después del tratamiento con ceftriaxona intravenosa [6]. (Figura 1).

En voluntarios sanos, una intervención de cuatro días con antibióticos condujo a sobrecrecimiento de enterobacterias y otros microbios patógenos (Enterococcus faecalis, Fusobacterium nucleatum), y a la reducción de especies de Bifidobacterium y de productoras de butirato [7]. La microbiota intestinal tardó 6 semanas en recuperar una composición similar a la inicial, aunque 9 especies comunes que estaban presentes en todos los pacientes antes del tratamiento se mantuvieron indetectables tras 180 días. (Figuras 2 y 3).

La disbiosis es una alteración de la composición y las funciones de la microbiota que perturba el ecosistema microbiano hasta el punto de superar sus capacidades de resistencia y resiliencia [8]. El impacto funcional de los antibióticos en los productores de ácidos grasos de cadena corta, y de butirato en particular, puede tener consecuencias a largo plazo, ya que origina una ruptura del equilibrio simbiótico entre microbiota y anfitrión. La incapacidad de producir butirato aumenta el flujo de oxígeno hacia la mucosa y perturba el microecosistema de manera que favorece la supervivencia de bacterias resistentes al oxígeno (enterobacterias) e impide la recuperación de productoras de butirato como Faecalibacterium, que son anaerobias estrictas [9]. Esos cambios afectan críticamente a la capacidad de resiliencia del ecosistema y perpetúan el desequilibrio hacia la cronicidad.

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Los efectos secundarios no deseados de los antibióticos en la microbiota intestinal y la consiguiente pérdida funcional puede alterar el equilibrio simbiótico entre microbiota y anfitrión.

El resistoma

El resistoma es la agrupación de todos los genes bacterianos que contribuyen directa o indirectamente a la resistencia a los antibióticos. Los genes de resistencia no parecen haber sido seleccionados como respuesta a la reciente exposición a antibióticos. Los antibióticos se remontan a cientos de millones de años, al igual que la resistencia, y la cantidad de genes del resistoma es el reflejo de la coevolución continua de organismos productores de antibióticos y sus destinatarios. La composición del resistoma y la prevalencia de genes de resistencia en bacterias vinculadas a los seres humanos se adaptan a las fuerzas selectivas derivadas de la acción humana.

Se ha demostrado que las especies que albergan genes de resistencia a los betalactámicos se seleccionan durante y después del consumo de este tipo de antibióticos [7]. Del mismo modo, albergar genes de resistencia a los aminoglicósidos aumenta las posibilidades de colonización de novo durante el tratamiento antibiótico. Ser portador de genes de resistencia a los antibióticos modula el proceso de recuperación tras el consumo de antibióticos [7].

El microbioma intestinal humano acoge un diverso repertorio de genes de resistencia a los antibióticos, que puede investigarse mediante tecnologías de secuenciación molecular [10]. Un estudio realizado en 252 muestras fecales humanas de diferentes países descubrió que los genes de resistencia más prevalentes en el microbioma corresponden a antibióticos que también se usan en animales y a antibióticos disponibles en el mercado desde hace mucho tiempo [11]. Los datos de los países sobre el uso de antibióticos en humanos y animales coincidían con las diferencias observadas en la prevalencia de genes de resistencia en cada país. En conjunto, los datos sugieren una correlación positiva entre la exposición a antibióticos y la prevalencia de genes de resistencia a antibióticos..

Algunos genes de resistencia a antibióticos se intercambian fácilmente entre bacterias mediante la transferencia horizontal de genes. Los estudios han demostrado que, bajo el estrés provocado por los antibióticos, las bacterias oportunistas propagan los genes de resistencia en la comunidad microbiana. En un estudio longitudinal del microbioma intestinal en niños finlandeses se observó que el consumo de antibióticos promovía la expansión de los genes en el intestino, debido a la proliferación de bacterias que albergan genes de resistencia y a la mayor movilización de genes de resistencia por plásmidos [12]. Los genes de resistencia a antibióticos integrados en el cromosoma mostraban un pico de abundancia tras el tratamiento con antibióticos seguido de un brusco descenso, mientras que la abundancia de genes de resistencia transportados en elementos móviles persistió mucho tiempo después de que finalizara la terapia antibiótica. Esto se explica por el hecho de que los genes episómicos pueden propagarse ampliamente a múltiples especies mediante transferencia horizontal de genes.

Bajo el estrés provocado por los antibióticos, las bacterias oportunistas propagan genes de resistencia a la comunidad microbiana intestinal. La microbiota intestinal humana es un reservorio de genes de resistencia en el que los patógenos pueden adquirir resistencias.

Es posible que la micr humana sea el reservori de genes de resistencia El tratamiento antibiótico etapas de la vida se asoc sidad microbiana reduci con un mayor riesgo de d tencia a los antibióticos.

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Los probióticos pueden prevenir la proliferación de especies resistentes durante el tratamiento antibiótico y minimizar la propagación de genes de resistencia a antibióticos.

Antibióticos y riesgo de enfermedad

Las perturbaciones del ecosistema microbiano intestinal durante las primeras etapas de la vida, combinadas con una susceptibilidad genética, pueden tener un impacto duradero en el sistema inmunitario que conduzca a enfermedad o a predisposición a enfermedad en el futuro. De hecho, se ha demostrado que las enfermedades intestinales inflamatorias, los trastornos metabólicos (diabetes de tipo 2, obesidad) y las enfermedades atópicas están asociadas a una composición alterada de la microbiota intestinal.

La principal hipótesis relacionada con la patogénesis de los trastornos inflamatorios es que las alteraciones de la microbiota intestinal causadas por la exposición repetida a los antibióticos desencadena la inflamación. Se observó que los lactantes que reciben antibióticos antes del año de edad tienen un riesgo 5,5 veces mayor de padecer una EII que los no expuestos [13]. Asimismo, la exposición a los antibióticos en los dos primeros años de vida, cuando se desarrollan las poblaciones de adipocitos en el anfitrión, se relaciona con el diagnóstico de obesidad infantil [14]. La riqueza microbiana intestinal reducida se asocia con aumento de adiposidad, resistencia a la insulina y a la leptina, y fenotipo inflamatorio más pronunciado.

Conclusión

A pesar de la resistencia de la microbiota intestinal, la propagación de genes de resistencia a los antibióticos actualmente supone una seria amenaza para la salud humana, y el consumo excesivo de antibióticos parece ser la causa principal. Además, hay una creciente evidencia que vincula la fragilidad de la microbiota humana en países industrializados con el incremento coincidente de enfermedades crónicas notransmisibles [3]. De nuevo, la exposición a los antibióticos es una causa evidente de este trastorno de la microbiota. El cambio de las tendencias actuales hacia prácticas médicas más sostenibles es uno de los grandes retos de la salud pública del siglo XXI. Sin duda, un uso restringido y racional de los antibióticos es la mejor manera y la más eficaz de prevenir desequilibrios perjudiciales para el microbioma intestinal humano. Cabe destacar que el uso de un probiótico con eficacia comprobada para prevenir la diarrea postantibiótica limita la proliferación de especies resistentes durante el tratamiento con antibióticos [15]. Potencialmente, esta estrategia también podría minimizar la propagación de genes de resistencia a los antibióticos.

¿Qué es la Semana mundial de concienciación sobre la RAM?

Desde 2015, la OMS organiza cada año la Semana mundial de concienciación sobre la RAM (WAAW), cuyo objetivo es sensibilizar al público sobre la resistencia mundial a los antimicrobianos. Esta campaña, que tendrá lugar del 18 al 24 de noviembre, alienta al público general, a los profesionales sanitarios y a los responsables a hacer un uso razonable de los antimicrobianos para evitar el desarrollo de resistencia a los antimicrobianos.

Bibliografia

Burns H. Medical milestones. Germ theory: invisible killers revealed. BMJ 2007 ; 336(Suppl 1) : s11.

World Health Organization. WHO report on surveillance of antibiotic consumption : 2016-2018 early implementation. Geneva; 2018.

3 Sonnenburg JL, Sonnenburg ED. Vulnerability of the industrialized microbiota. Science 2019 ; 366 : eaaw9255.

4 Britton R, Young V. Role of the intestinal microbiota in resistance to colonization by Clostridium difficileGastroenterology 2014 ; 146 : 1547–53.

5 Panda S, El khader i, Casellas F, et al. Short-term effect of antibiotics on human gut microbiota. PLoS One 2014 ; 9 : e95476.

6 Hildebrand F, Moitinho-Silva L, Blasche S, et al. Antibiotics-induced monodominance of a novel gut bacterial order. Gut 2019 ; 68 : 1781–90.

7 Palleja A, Mikkelsen KH, Forslund SK, et al. Recovery of gut microbiota of healthy adults following antibiotic exposure. Nat Microbiol 2018 ; 3 : 1255–65.

8 Levy M, Kolodziejczyk AA, Thaiss CA, et al. Dysbiosis and the immune system. Nat Rev Immunol 2017 ; 17 : 219–32.

9 Litvak Y, Byndloss MX, Bäumler AJ. Colonocyte metabolism shapes the gut microbiota. Science 2018 ; 362 : 1–15.

10 Sommer MOA, Dantas G, Church GM. Functional characterization of the antibiotic resistance reservoir in the human microflora. Science 2009 ; 325 : 1128–31.

11 Forslund K, Sunagawa S, Kultima JR, et al. Country-specific antibiotic use practices impact the human gut resistome. Genome Res 2013 ; 23 : 1163–9.

12 Yassour M, Vatanen T, Siljander H, et al. Natural history of the infant gut microbiome and impact of antibiotic treatments on strain-level diversity and stability. Sci Transl Med2016 ; 8 : 343–81.

13 Kronman MP, Zaoutis TE, Haynes K, et al. Antibiotic exposure and iBD development among children: A population-based cohort study. Pediatrics 2012 ; 130 : e794–e803.

14 Stark CM, Susi A, Emerick J, Nylund CM. Antibiotic and acid-suppression medications during early childhood are associated with obesity. Gut 2019 ; 68 : 62–9.

15 Swidsinski A, Loening-Baucke V, Schulz S, et al. Functional anatomy of the colonic bioreactor: impact of antibiotics and Saccharomyces boulardii on bacterial composition in human fecal cylinders. Syst Appl Microbiol 2016 ; 39 : 67–75.

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Artículo comentado Gastroenterología Pediatría

Microbiota duodenal en niños desnutridos, con retraso en el crecimiento y con enteropatía

Artículo comentado - niño

Por el Pr. Emmanuel Mas
Gastroenterología y nutricíon, Hospital de Niños, Toulouse, Francia

Micrographie lumineuse d’un duodénum humain. HE stain, Magnification: 40X

Comentarios sobre el artículo original de Chen et al. (N Engl J Med 2020)

La disfunción entérica ambiental (DEA) es un trastorno enigmático del intestino delgado que podría desempeñar una función en la desnutrición infantil, un problema persistente de salud mundial. Definir la incidencia de este trastorno ha sido obstaculizado por la dificultad en extraer muestras de la mucosa del intestino delgado y de la microbiota. En el estudio participaron 110 niños con un retraso del crecimiento linear, que vivían en un suburbio urbano de Bangladesh, y que no habían sido receptores de ninguna intervención nutricional. Los autores realizaron una endoscopia en 80 niños que padecían una DEA confirmada por biopsia, y de quienes se disponía de muestras de plasma y duodeno. En las cepas bacterianas obtenidas de los niños, los niveles absolutos de un grupo compartido de 14 taxones (que no suelen clasificarse como enteropatógenos) se relacionaron negativamente con el crecimiento linear y positivamente con las proteínas duodenales implicadas en las respuestas inmunoinflamatorias. La representación de estos 14 taxones duodenales en la microbiota fecal era significativamente diferente de la de las muestras de niños sanos. Los ratones gnotobióticos que habían sido colonizados con cepas duodenales cultivadas obtenidas de niños con DEA contrajeron enteropatía del intestino delgado. Estos resultados confirman la existencia de una relación entre el retraso en el crecimiento y los componentes de la microbiota del intestino delgado y la enteropatía, y aportan una base teórica para el desarrollo de terapias dirigidas a estas contribuciones microbianas en la DEA. [1]

¿Qué se sabe ya sobre este tema?

La proporción de desnutrición crónica con retraso en el crecimiento es del 25% en bebés con más de 5 episodios de diarrea. Estas infecciones intestinales recurrentes desembocan en DEA, un trastorno caracterizado por una atrofia vellosa que combina una reducción de la superficie intestinal y de las capacidades de absorción, una alteración de la barrera intestinal y una inflamación de la mucosa. Datos más recientes indican que la disbiosis de la microbiota de la porción alta del tubo digestivo puede producirse en la DEA.

¿Cuáles son los principales resultados aportados por este estudio?

Este estudio incluyó a 110 bebés con una edad media de 18 meses de Dhaka, Bangladesh, que presentaban desnutrición crónica con retraso en el crecimiento, definida por intervención nutricional. Las biopsias duodenales confirmaron la presencia de DEA en 80 de ellos. Se analizó la microbiota del aspirado duodenal de 36 de estos bebés; en más del 80% había un grupo de 14 taxones bacterianos, relacionados negativamente con la relación cociente talla/edad (r = – 0,049; p = 0,003) (Figura 1. El estudio proteómico de las biopsias duodenales reveló una relación positiva entre estos 14 taxones y 10 proteínas, entre las que había 2 péptidos antimicrobianos, un marcador de inflamación intestinal (LCN2), además de una relación negativa con 10 proteínas producidas por los enterocitos (Figura 2).

En los 80 bebés que presentaban DEA, el estudio proteómico del plasma puso de relieve una importante correlación positiva entre REG3A y LCN2.

La comparación de la microbiota fecal de los bebés con DEA con la de los 27 del grupo de control reveló un aumento significativo de las bacterias del género Veillonella, y estas presentaron una mayor correlación con las proteínas duodenales implicadas en la inflamación gastrointestinal.

Tras el cultivo de 39 cepas bacterianas procedentes de los aspirados duodenales de bebés con disfunción entérica ambiental, entre las que había 11 de los 14 taxones en cuestión, estas se administraron por sonda gástrica a ratones a los que se había alimentado con una alimentación similar a la de un bebé de 18 meses de Dhaka. Se encontraron 23 de estas bacterias con una abundancia relativa > 0,1% en al menos una parte del intestino. Los ratones del grupo de control recibieron la microbiota cecal de ratones criados de forma convencional mediante alimentación por sonda gástrica. A diferencia de los ratones del grupo de control, en los ratones que recibieron bacterias que provenían de una «disfunción entérica ambiental» se observó una infiltración de células mononucleares inflamatorias en la lámina propia del intestino delgado, además de anomalías epiteliales y de una distorsión estructural, con criptas alargadas. Estas anomalías se localizaban en placas en el intestino delgado, pero no se extendían al colon.

Desde un punto de vista funcional, en estos ratones, los resultados pusieron de relieve un aumento de la expresión del ARNm de los péptidos antimicrobianos (Reg3b y Reg3g), un aumento de una metaloproteasa (MMP8) y una reducción del ARNm que codifica las proteínas de unión estrecha. Estas alteraciones de la respuesta inmunitaria innata y de la barrera epitelial de la mucosa pueden explicar la traslocación bacteriana sistémica al bazo (Escherichia coli y Enteroccocus hirae).

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Key points

  • Una alteración de la microbiota intestinal a nivel duodenal promueve la disunción entérica ambiental 

  • Esta disbiosis duodenal está relacionada con la desnutrición crónica

  • La patología se puede transmitir a ratones, lo que podría ayudar a comprender los mecanismos fisiopatológicos implicados (inflamación intestinal, anomalías de la barrera epitelio y alteraciones inmunizarías de la transducción de señales bacterianas).

Conclusión

Los resultados de este estudio sugieren una relación causal entre las bacterias del duodeno, la disfunción entérica ambiental y la desnutrición crónica con retraso en el crecimiento. Se sugiere, por tanto, que estos niños podrían beneficiarse del desarrollo de tratamientos dirigidos a esta disbiosis

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