Dedicado a las Doctoras Ingrid Soto de Sanabria y Susana Raffalli, ambas luchadoras insignes contra la desnutrición que ahora arropa a Venezuela
En el penúltimo número de Science, publicaron dos artículos, que se complementan entre sí, sobre la relación entre microbiota intestinal, alimentación y desnutrición. En ambas investigaciones utilizaron un enfoque donde integraron modelos animales (ratón y lechones) con estudios realizados en niños sanos y desnutridos de Bangadlesh. Los artículos describen resultados prometedores para el tratamiento y recuperación de la desnutrición, problema muy agudo en la Venezuela de hoy.
Por un lado, lo trascendente de estas investigaciones reside en el diseño de una metodología para identificar bacterias intestinales representativas de una característica en particular, que, incluso, tiene la ventaja de poder generalizarse a una amplia variedad de ecosistemas. Por el otro, es cardinal la demostración de que la microbiota alterada por la desnutrición afecta la recuperación nutricional, hecho que puede ser corregido con una alimentación que promueva el crecimiento y maduración de una flora intestinal saludable.
En el primer estudio determinaron un patrón que llamaron ecogrupo, conformado por 15 enterobacterias, que define en niños sanos la evolución normal de una microbiota inmadura a una madura, en los primeros 4 años de la vida de acuerdo a la alimentación: exclusivamente con leche (pre-destete), leche con alimentos complementarios (destete) y alimentos de una dieta normal (post destete). Este ecogrupo aumenta o disminuye con la madurez de las bacterias. Además, este patrón fue correlacionado con valores antropométricos y metabólicos que permitió la identificación de biomarcadores en una población sana. Estos resultados son muy útiles para distinguir una flora alterada de una normal. Las características poblacionales de los ecogrupos fue confirmada en estudios realizados en lechones.
Luego, esta metodología fue aplicada en el segundo estudio, donde evaluaron el impacto de una dieta terapéutica en la microbiota intestinal, durante el tratamiento en niños severamente desnutridos. Los investigadores observaron que casi la mitad de los niños no se recuperaron totalmente con la dieta o alimentos prototipos para este tipo de tratamiento, pasando de un cuadro severo de desnutrición a uno moderado que permaneció en el tiempo. No se recuperaron totalmente los niños porque su microbiota alterada e inmadura por la desnutrición no cambió con la alimentación empleada en el tratamiento. Los autores concluyeron que la flora intestinal participaba en la recuperación nutricional, cuya influencia no ha sido contemplada en el diseño de dietas y alimentos terapéuticos utilizados en el tratamiento del desnutrido hasta ahora.
Los investigadores, además, demostraron que las bacterias beneficiosas o maduras activan las vías metabólicas que aumentan los niveles de aminoácidos esenciales y de factores de crecimiento que promueven el desarrollo óseo y el aumento de peso. Entre los alimentos que aumentan las bacterias beneficiosas y estimulan las vías metabólicas más saludables están los garbanzos, el cambur, el maní y la soya.
En esta investigación, basado en la alimentación típica de Bangladesh que contiene garbanzos, cambur, maní y soya, fue creado un producto terapéutico y efectivo para la recuperación del estado nutricional de niños desnutridos mediante el rescate de la microbiota intestinal. Este producto fue más eficaz en aumentar los niveles de biomarcadores y mediadores del crecimiento, así como también mejoró la formación ósea, el desarrollo del sistema nerviosos central y la función inmunológica, ubicándose estos parámetros a niveles del desarrollo de un niño más sano.
En ambos estudios participaron investigadores de India, Bangladesh, Rusia, Suráfrica, Arabia Saudita y de Escuela de Medicina de la Universidad de Washington – USA. Los trabajos fueron financiados por la Fundación de Bill y Melinda Gates.
Descripción de las investigaciones
Dada la importancia del tema en salud pública y de los hallazgos encontrados, a continuación se detalla la metodología con más profundidad para los interesados en este tema de investigación.
Estudio 1 (Raman, A.S y col.)
Los investigadores, Raman y col., caracterizaron la organización de la microbiota intestinal humana desde el nacimiento hasta la edad de 4 años, utilizando técnicas estadísticas del campo de la econofísica. Identificaron las partes conservadas de la comunidad microbiana del intestino, aisladas de muestras fecales de niños sanos de Bangladesh, con edades de 1 a 60 meses, y encontraron 15 taxones (taxonomía – grupo de organismos emparentados) que comparten características estructurales conservadas en el desarrollo de la microbiota intestinal y fueron agrupadas en un ecogrupo o red formado por 15 enterobacterias. Paralelamente, se encontró que las características de este grupo son compartidas por niños sanos de comunidades pobres de India, Perú y otros países.
Lo interesante de este estudio es que este patrón sirve, por ejemplo, para diferenciar una microbiota alterada o inmadura en niños con desnutrición al compararla con la de niños sanos de la misma edad y hábitat; este patrón también es útil para cuantificar la capacidad de las bacterias intestinales en recuperarse y evolucionar hacia microbiotas maduras; igualmente es valioso para evaluar intervenciones nutricionales mediante el monitoreo y seguimiento de los cambios en la microbiota de niños desnutridos tratados con alimentos terapéuticos. Los datos de este modelo, a la vez, funcionan como biomarcadores de una población sana y pueden ser utilizados para identificar poblaciones bacterianas no sanas.
Es decir, que el ecogrupo representa una organización característica de una comunidad bacteriana que podría tener un papel fundamental en el ensamblaje y la función de la microbiota, pero, por lo demás, podría representar una solución elegante para mantener la funcionalidad bacteriana que le permite adaptarse a los cambios ambientales.
Con este fin, se procedió a identificar la parte conservada de la comunidad bacteriana en muestras de heces de 36 niños tomadas mensualmente, desde su nacimiento hasta los 60 meses de edad y así evaluaron los cambios de esta población a medida que transitaban de una alimentación exclusiva con leche hacia el destete y al consumo de la dieta representativa o prototipo de Bangladesh. Igualmente, repitieron el estudio en lechones gnotobióticos.
Estudio 2 (Gehrig J.L. y col.)
Se conoce que la desnutrición altera la flora intestinal por lo que sería importante conocer cómo los alimentos afectan esta microbiota intestinal durante el destete y cuáles de ellos son beneficiosos para tratar la inmadurez de la misma. En consecuencia, fue diseñado un enfoque para comprender el proceso de una microbiota intestinal alterada e inmadura de niños desnutridos durante la recuperación nutricional. Luego evaluaron el efecto de alimentos terapéuticos en la microbiota e identificaron los alimentos apropiados para el tratamiento de la desnutrición.
Niños con desnutrición severa fueron estabilizados según los procedimientos usuales y luego rehabilitados con una dieta nutricional estándar para tratar la desnutrición, aplicada durante 12 meses. Los niños fueron evaluados antropométricamente y les tomaron muestras de sangre y de heces en varias oportunidades. Los resultados muestran una microbiota alterada e inmadura al inicio del estudio asociada a desnutrición severa. Con el tratamiento nutricional, hubo una mejoría de la inmadurez funcional de las bacterias desde el inicio hasta 1 a 6 meses después de finalizado el estudio. Sin embargo, esta recuperación no se mantuvo en el tiempo. Por otro lado, el 44% de los niños no se curaron completamente ya que presentaron desnutrición moderada al final del seguimiento. Ninguno de los alimentos terapéuticos produjo un efecto significativo en su crecimiento que permaneció estancado. Es decir, los niños pasaron de una desnutrición severa a moderada pero no progresaron más de allí.
Los resultados mostraron una correlación significativa entre los niveles de proteínas y metabolitos plasmáticos, indicadores antropométricos y funciones metabólicas e inmunes, a más de asociarse con el tipo de microbiota. Se encontró una correlación significativa entre la madurez funcional de las bacterias y la antropometría. Al mismo tiempo, las cepas bacterianas variaron según la edad y se correlacionaron con los indicadores antropométricos y con las proteínas involucradas en el proceso de crecimiento. El tipo de bacteria varió con el tipo de alimentación: pre-destete y destete. Otras características también se modificaron de acuerdo al del estado de la desnutrición, severa o moderada.
En resumen, el efecto terapéutico de la dieta estándar fue sustancial, pero no se sostuvo en el tiempo porque la microbiota disminuyó el metabolismo de los aminoácidos esenciales, de algunos carbohidratos y de las vitaminas del complejo B.
Los resultados en ratones gnotobióticos inoculados con bacterias representativas de cada etapa del desarrollo normal del niño y alimentados con una dieta de alimentos complementarios revelaron un aumento de las bacterias comúnmente asociadas al destete, un cambio en sus actividades metabólicas consistentes con el crecimiento, dependientes de la dieta y del tipo de colonización. Es decir, los resultados en animales inoculados con bacterias beneficiosas fueron similares a los observados en humanos.
Posteriormente, la evaluación de la microbiota en ratones colonizados con bacterias inmaduras obtenidas de niños con desnutrición moderada que se habían recuperado de un cuadro severo mostró que continuaban teniendo una flora intestinal inmadura. La flora no cambió con la mejoría del estado nutricional.
Al final, los investigadores identificaron los alimentos de la dieta complementaria del destete que promueven las bacterias no asociadas a la desnutrición, o aquellas que están presentes en menor proporción en la desnutrición.
Para esto, evaluaron 12 ingredientes de una dieta común y los correlacionaron con las bacterias identificadas. Observaron, por ejemplo, que los garbanzos y el cambur fueron asociados significativamente a la flora normal durante la etapa del destete y fueron, además, distintas a las encontradas en el pre-destete (alimentación exclusivamente con leche). Por otro lado, los alimentos típicos del lugar para la edad de 18 meses (arroz, lentejas rojas, leche en polvo, papas, espinacas, calabaza o auyama y harina de trigo), no se correlacionaron positivamente con las cepas normales y maduras del destete, lo que indica que no todos son apropiados para el tratamiento nutricional. Los huevos, muy utilizados en la dieta para recuperar a niños desnutridos tampoco se asociaron a algunas bacterias típicas del destete. Este estudio permitió desarrollar un enfoque para identificar los alimentos que tienen la habilidad para reparar la microbiota inmadura.
Cuando se comparó una dieta estándar con una enriquecida con garbanzo, cambur y tilapia (un tipo de pez africano), se encontró una significativa y mayor cantidad de bacterias del destete, población beneficiosa de microbiota, en los niños alimentados con la dieta enriquecida. Posteriormente, la tilapia fue sustituida por harina de maíz y soya que fueron agregadas al garbanzo y el cambur.
Se evaluaron 3 tipos de dieta en niños: la estándar de 18 meses, otra complementada con cambur y harina de maní, garbanzo y soya, y una tercera complementada con harina de maní. Observaron que la dieta suplementada con los 4 alimentos tuvo un efecto en la función intestinal muy superior a la dieta estándar y la complementada solamente con harina de maní.
Luego, en lechones colonizados con bacterias de niños desnutridos, probaron 2 dietas: una estándar con leche en polvo y suplementada con cambur y harina de maní, garbanzo y soya y otra estándar sin leche y suplementada con harina de garbanzo y soya. Se observó que los lechones que recibieron la dieta con los 4 suplementos aumentaron significativamente de peso, su condición ósea mejoró y tuvieron mayor presencia de bacterias maduras, al ser comparados con el otro grupo.
Posteriormente, se evaluó en niños con desnutrición moderada un tratamiento con 4 fórmulas o dietas distintas: una que fue complementada con garbanzo, maní, soya, cambur y leche (Dieta 1), una segunda que contenía mayores proporciones de los 4 alimentos, pero sin leche (Dieta 2), una tercera suplementada solo con garbanzo y soya y sin leche (Dieta 3) y una dieta estándar o normal (Dieta 4) que contenía arroz, lentejas y leche, pero no tenía los 4 alimentos estrellas: garbanzo, maní, soya y cambur.
Al final del estudio, todos los niños mejoraron su peso y sin diferencias entre las 4 dietas. Sin embargo, el grupo que recibió la Dieta 2, presentó mayor circunferencia del brazo, las proteínas plasmáticas se aproximaron a niveles más saludables, particularmente aumentaron las proteínas asociadas a la talla y hormona de crecimiento, a la par de las proteínas involucradas en el desarrollo del sistema nerviosos central.
Aunque, la microbiota no experimentó cambios significativos entre las cuatro dietas, sí hubo mayor incremento de las bacterias saludables presentes en el destete con la Dieta 2. Es decir, que la fórmula suplementada con los 4 alimentos fue la más efectiva en reconfigurar la población bacteriana.
Estos hallazgos demuestran que los resultados obtenidos en modelos animales son trasladables a los humanos. Igualmente, los resultados apoyan que el desarrollo saludable de la microbiota está ligado a un crecimiento saludable e ilustran que un tratamiento adecuado para la desnutrición infantil tiene la capacidad de reconfigurar la microbiota inmadura, al incrementar la población bacteriana más beneficiosa y adecuada para la edad. También, sugiere, como indican los autores, que este enfoque podría servir de modelo para descifrar los elementos de la comunidad microbiana intestinal que operan en la regulación de distintos ecosistemas involucrados en un crecimiento saludable y cómo lo hacen.
Irene Pérez Schael