Factores que afectan el desarrollo de la microbiota y la maduracion del sistema inmunitario durante las primeras etapas de la vida

Inmunidad

El nacimiento representa el mayor cambio de entorno de toda la vida ya que el recién nacido queda expuesto por primera vez a una innumerable variedad de microbios que colonizan todas las superficies corporales y conducen al establecimiento de la microbiota comensal en paralelo con el sistema inmunitario. Numerosos factores determinan la composición de la microbiota intestinal y la maduración del sistema inmunitario del recién nacido (Fig 3). Cualquier anomalía en el diálogo entre la microbiota y el sistema inmunitario durante cada etapa del desarrollo puede tener efectos a largo plazo sobre la susceptibilidad a las enfermedades.¹³

Acerca de este artículo

Autor

Dr Pascal Lavoie, MD, PhD

Profesor asociado en el Departamento de Pediatría de la Universidad de Colombia Británica, Vancouver, Canadá.

Sus áreas de especialización son el desarrollo, el sistema inmunitario y los trastornos infantiles y del recién nacido.

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Fecha de publicación 07 Diciembre 2021

Fecha de actualización 10 Agosto 2023

El nacimiento afecta la composición de la microbiota intestinal…

Por el Dr. Travis J. De Wolfe

El tipo de parto determina el tipo de bacterias de la madre que serán transmitidas al intestino del recién nacido.¹⁴ Los bebés nacidos por vía vaginal a menudo son portadores de numerosas bacterias que sintetizan lipopolisacáridos (LPS), un componente importante de la membrana de las bacterias gramnegativas capaz de entrenar al sistema inmunitario humano para que responda adecuadamente a las amenazas
microbianas.¹⁵ Por el contrario, los niños nacidos por cesárea están predispuestos a la colonización por patógenos nosocomiales oportunistas.¹⁴

…Y la maduración de la estructura del sistema inmunitario

Estas diferencias en la colonización microbiana inicial pueden afectar la maduración posterior de las estructuras linfoides innatas locales y alterar la población de linfocitos T reguladores (Treg), provocando efectos a largo plazo sobre la fisiología intestinal humana. La maduración de los linfocitos T y la inducción de factores inmunes pueden brindar protección contra ciertas enfermedades autoinmunes (diabetes, esclerosis múltiple, etc.) que suelen surgir más tarde durante la vida, o bien, en algunos casos, pueden contribuir a la aparición de dichas enfermedades.^15,16

Los antibióticos afectan las respuestas inmunes

Por el Dr. Pascal Lavoie

Si bien los antibióticos son esenciales para tratar infecciones bacterianas graves, se debe evitar la exposición innecesaria a antibióticos (esto es, en caso de infección viral) porque puede tener graves consecuencias para la salud. En adultos, el uso prolongado de antibióticos puede provocar la proliferación de un patógeno bacteriano intestinal denominado Clostridioides difficile, lo cual puede tener consecuencias potencialmente mortales, sobre todo en los ancianos.¹⁷El abuso de antibióticos también puede favorecer la resistencia a los antimicrobianos, reduciendo las opciones terapéuticas disponibles frente a futuras infecciones.¹⁸ En modelos animales, la perturbación de la microbiota intestinal causada por el tratamiento con antibióticos altera el funcionamiento del sistema inmunitario y los umbrales de respuesta inmune.¹⁹ Los datos clínicos indican que el uso innecesario de antibióticos puede aumentar el riesgo de desarrollar problemas de salud crónicos, como la diabetes de tipo 1, el asma, ciertas alergias o incluso la obesidad.²⁰ Se sabe que el uso prolongado de antibióticos (> 1 semana) reduce la diversidad de la microbiota intestinal y que los bebés prematuros son los más vulnerables frente a perturbaciones de la microbiota intestinal. El uso prolongado de antibióticos de amplio espectro en la madre o el bebé prematuro reduce la diversidad bacteriana intestinal, aumentando el riesgo de sepsis y enterocolitis necrosante.²¹ De manera general, los datos clínicos respaldan la idea de que la microbiota intestinal desempeña un papel primordial en la transformación del bebé en un adulto sano. Aunque los riesgos asociados con la exposición excesiva a antibióticos son menos graves en adultos, pueden afectar el desarrollo de las respuestas inmunes. Por lo tanto, a cualquier edad se debe reservar el uso de antibióticos a los casos de absoluta necesidad.

La disbiosis no es un fenómeno universal ya que depende de cada individuo y de su estado de salud. Según una definición común, la disbiosis es una alteración de la composición y el funcionamiento de la microbiota causada por un conjunto de factores ambientales e individuales que perturban el ecosistema microbiano.⁹

FIGURA 3: Factores ambientales que afectan el desarrollo de la microbiota del recién nacido y del sistema inmunitario mucoso.

Adaptado de Kalbermatter C et al, 2021¹³

^{A lo largo del embarazo, los metabolitos microbianos (procedentes de la microbiota y la alimentación de la madre) influyen en el desarrollo del sistema inmunitario del feto. En el momento del parto, la colonización microbiana comienza en paralelo con el desarrollo del sistema inmunitario. En esa etapa, el recién nacido aún se encuentra bajo la protección materna que le brinda la lactancia dado que la leche materna contiene antígenos bacterianos derivados de la madre que estimulan la maduración del sistema inmunitario mucoso innato. En cuanto a la colonización de la microbiota intestinal, las familias bacterianas predominantes durante las primeras semanas de vida son Enterococcacae, Clostridiaceae, Lactobacillaceae, Bifidobacteriaceae y Streptococcaceae. La introducción de alimentos sólidos en la alimentación del bebé aumenta la diversidad de la microbiota intestinal, la cual se va convirtiendo paulatinamente en una microbiota cada vez más cercana a la de adultos, con una menor abundancia de Bifidobacteriaceae y una mayor abundancia de Bacteroides, Ruminococcus y Clostridium. El tipo de parto, la leche materna, los alimentos sólidos y el tratamiento con antibióticos son factores que moldean la microbiota y el sistema inmunitario del recién nacido.}

Prueba de viabilidad del concepto: la colonización de la microbiota intestinal es primordial para el desarrollo del sistema inmunitario

por el Dr. Travis J. De Wolfe

Estudios con ratones axénicos (germ-free) han demostrado el papel importante que desempeña la microbiota para evitar defectos del sistema inmunitario.²² Dado que los ratones axénicos se caracterizan por una deficiencia de producción de linfocitos T auxiliares CD4+, la colonización selectiva de estos ratones con Clostridia, un grupo de bacterias comensales, puede inducir la producción de dichos linfocitos, que luego estimulan las defensas antimicrobianas intestinales y protegen de las infecciones.²³ Los ratones axénicos carecen de anticuerpos de tipo IgA, que constituyen otro componente crítico del sistema inmunitario. Estos anticuerpos se unen a las bacterias comensales e impiden que escapen del tubo digestivo. La colonización selectiva de ratones axénicos con una cepa de Escherichia coli o con distintas cepas de Bacteroides acelera la restauración o normalización de la IgA.^24,25

Bibliografia

^{13 Kalbermatter C, Fernandez Trigo N, Christensen S, et al. Maternal Microbiota, Early Life Colonization and Breast Milk Drive Immune Development in the Newborn. Front Immunol. 2021 May 13;12:683022.}

^{14 Shao Y, Forster SC, Tsaliki E, et al. Stunted microbiota and opportunistic pathogen colonization in caesarean-section birth. Nature. 2019 Oct;574(7776):117-121.}

^{15 Wampach L, Heintz-Buschart A, Fritz JV, et al. Birth mode is associated with earliest strain-conferred gut microbiome functions and immunostimulatory potential. Nat Commun. 2018 Nov 30;9(1):5091.}

^{16 Vatanen T, Kostic AD, d'Hennezel E, et al. Variation in Microbiome LPS Immunogenicity Contributes to Autoimmunity in Humans. Cell. 2016 May 5;165(4):842-53.}

^{17 Guh AY, Kutty PK. Clostridioides difficile Infection. Ann Intern Med. 2018 Oct 2;169(7):ITC49-ITC64.}

^{18 Costelloe C, Metcalfe C, Lovering A, et al. Effect of antibiotic prescribing in primary care on antimicrobial resistance in individual patients: systematic review and meta-analysis. BMJ. 2010 May 18;340:c2096.}

^{19 Konstantinidis T, Tsigalou C, Karvelas A, et al. Effects of Antibiotics upon the Gut Microbiome: A Review of the Literature. Biomedicines. 2020 Nov 16;8(11):502.}

^{20 Sarkar A, Yoo JY, Valeria Ozorio Dutra S, et al. The Association between Early-Life Gut Microbiota and Long-Term Health and Diseases. J Clin Med. 2021 Jan 25;10(3):459.}

^{21 Walker WA. The importance of appropriate initial bacterial colonization of the intestine in newborn, child, and adult health. Pediatr Res. 2017 Sep;82(3):387-395.}

^{22 Sommer F, Bäckhed F. The gut microbiota--masters of host development and physiology. Nat Rev Microbiol. 2013 Apr;11(4):227-38.}

^{23 Ivanov II, Atarashi K, Manel N, et al. Induction of intestinal Th17 cells by segmented filamentous bacteria. Cell. 2009 Oct 30;139(3):485-98.}