Nuevos conocimientos sobre la ciencia de los OMH Parte 1: cómo los OMH influyen positivamente en el desarrollo del microbioma

Los primeros años de vida   la nutrición tiene implicaciones para la salud futura : los expertos pesan en  

• Este es el primer artículo de una serie de 3 partes sobre el impacto de oligosacáridos de la leche humana (HMOS) en la salud humana. La serie explorará el papel de los HMO en el microbioma, el desarrollo del cerebro y la inmunidad, así como la evolución de la ciencia en torno a cómo los HMO podrían influir en el eje intestino-cerebro-inmunidad.  
• Los HMO son el tercer componente más importante de la leche materna (excluyendo el agua) después de la grasa y la lactosa, lo que sugiere que este componente bioactivo podría desempeñar un papel importante en el desarrollo del lactante y en la salud humana en general.¹ 
• Existe un gran deseo de adquirir más conocimientos sobre cómo los HMO podrían moldear diversos elementos de la salud humana, a saber, su impacto en nuestro microbioma o la comunidad colectiva de microorganismos del intestino, en el desarrollo del cerebro, y en el sistema inmunitario. Los expertos de dsm-firmenich opinan sobre este tema, y en este artículo, Louise Kristine Vigsnæs, Jefa de Biología, y Stine Dam Jepsen, Científico de dsm-firmenich, ayudan a mejorar nuestra comprensión de cómo los HMO influyen en el desarrollo del microbioma.  

La importancia del microbioma y cómo las HMO afectan a su desarrollo   

Los primeros años de vida son una ventana crítica para moldear e influir en la microbiota intestinal, que son los microorganismos que viven en el tracto GI, sentando las bases para un aspecto de nuestra salud que puede impactar varias áreas del desarrollo.^{2, 3}  Se considera que la microbiota   tiene una influencia sustancial en la salud general del huésped, así como en cómo madura y funciona el tracto intestinal.^{2, 4}   

Mientras la ciencia sigue emergiendo en torno a los beneficios para la salud de los HMO, se sabe que llegan al intestino grueso en su mayor parte sin digerir y sirven de alimento para bacterias beneficiosas, favoreciendo el desarrollo de una comunidad saludable de bacterias, en particular las bifidobacterias.^5-7  Dado que aproximadamente el 70% de las células del sistema inmunitario se alojan en el intestino, la influencia del microbioma puede extenderse a la funcionalidad del sistema inmunitario.^8,9  

¿Cómo contribuye una microbiota intestinal sana al desarrollo del lactante? 

Louise Kristine Vigsnæs, Jefa de Biología en dsm-firmenich: La microbiota intestinal y su desarrollo en el lactante son muy importantes. Las nuevas pruebas sugieren que podría desempeñar varias funciones, como influir en el desarrollo del tracto gastrointestinal, mantener la integridad de la mucosa, influir en el estado nutricional del huésped y ayudar a defenderse contra microbios indeseables.¹⁰ 

 Una microbiota intestinal sana puede ser bastante importante para el desarrollo de un sistema inmunitario sano,  con investigaciones preclínicas y clínicas que indican que ayuda al sistema inmunitario a determinar qué microbios pueden estar presentes y cuáles no en el huésped.^11,12 

En relación con la protección frente a microbios indeseables, intervienen algunos factores. En primer lugar, cuando en el intestino predomina una microbiota intestinal sana, hay poco espacio para que microbios indeseables   lo colonicen. En segundo lugar, una microbiota intestinal sana crea un entorno que no es favorable para el crecimiento de bacterias indeseables .  

¿Cuáles son las implicaciones cuando el desarrollo del microbioma se desvía de lo que se considera sano o "típico"? 

Louise Kristine Vigsnæs: El desarrollo de la microbiota intestinal se produce durante un periodo de tiempo crítico en la infancia. Una alteración de la microbiota intestinal conduce a una comunidad microbiana "desequilibrada" o insana, lo que puede acarrear ciertas implicaciones para la salud.^2,10  Las investigaciones sugieren que la microbiota intestinal, el huésped y el sistema inmunitario trabajan en estrecha alianza, lo que significa que dependen unos de otros y no pueden funcionar de forma óptima si uno u otro se ven comprometidos. Por lo tanto, si la microbiota intestinal está desequilibrada (por ejemplo, después de un tratamiento con antibióticos), el sistema inmunitario puede no reaccionar correctamente, lo que podría conducir al desarrollo de enfermedades autoinmunes y alergias, como se ha descubierto en estudios de asociación.^13,14  

Ciertos factores influyen en la composición y el desarrollo de la microbiota intestinal, como el modo de nacimiento, la exposición temprana a medicamentos como los antibióticos y el uso de leche materna o artificial. Estas circunstancias pueden tener implicaciones posteriores en los resultados sanitarios.²

Describir los mecanismos del impacto de los HMO en la comunidad bacteriana del tracto gastrointestinal. 

Stine Dam Jepsen, Científico en dsm-firmenich: Las primeras investigaciones preclínicas indican que las HMO pueden afectar a la comunidad bacteriana intestinal de diferentes maneras. En primer lugar, son oligosacáridos no digeribles, lo que significa que pueden resistir los impactos del ácido gástrico y la hidrólisis enzimática en el tracto gastrointestinal, evitar la mayor parte de la absorción sistémica y estimular selectivamente el crecimiento de bacterias beneficiosas.^15,16 En segundo lugar, al contribuir a una microbiota intestinal beneficiosa estimulando las bacterias intestinales beneficiosas, pueden ayudar a evitar la colonización con microbios indeseables .^17,18 Además, los HMO también tienen un efecto positivo en la barrera de la pared intestinal, lo que resulta en un entorno favorable para una microbiota intestinal sana. ^15,19  

¿Qué demuestran las últimas investigaciones sobre la capacidad de los OMH para influir en el desarrollo del microbioma?  

Louise Kristine Vigsnæs: Un amplio estudio de cohortes ha demostrado que uno de los factores significativos relacionados con la microbiota intestinal y su desarrollo era el consumo de leche materna . Los autores del estudio insinúan que esto se debe a la presencia de componentes bioactivos en la leche materna, incluidos los HMO.20 En concordancia con esto, un estudio anterior ha descubierto que al comparar la microbiota intestinal de los lactantes alimentados con leche materna y los lactantes alimentados con fórmula sin suplementos de HMO, la composición era bastante diferente, con menos bifidobacterias en los lactantes alimentados con fórmula.21 Las bifidobacterias son bacterias beneficiosas e importantes para la salud infantil.^22,23 

En un reciente estudio sobre lactantes en el que se utilizaron HMO producidos por Glycom/dsm-firmenich en preparados para lactantes, se observó un impacto positivo en el desarrollo de la microbiota intestinal, con una composición que se acercaba más a la de los lactantes alimentados con leche materna, incluido un aumento de las bifidobacterias.²⁴

HMO: estructuras específicas   tienen funciones específicas  

     Se han identificado al menos 200 HMO diferentes en la leche humana.^1,25 Estos oligosacáridos son estructuras altamente complejas exclusivas de la leche humana - ningún otro mamífero tiene una concentración y complejidad cercanas a las de estas estructuras de carbohidratos en su leche.²⁶ Los HMO son una de las moléculas bioactivas de la leche materna, un grupo de compuestos que se cree que tienen efectos a corto y largo plazo en el desarrollo del lactante.^3,6 La cantidad y composición de los HMO varía entre las mujeres y a lo largo de la lactancia.^27,28  Se ha estimado que la producción de HMO por la glándula mamaria requiere el diez por ciento del gasto energético total de la madre para la producción de leche.²⁹ Además, la funcionalidad de los HMO es estructural - s  

¿Todos los HMO afectan de la misma manera al microbioma?

Louise Kristine Vigsnæs: Todavía estamos en la infancia de comprender plenamente el impacto de las diferentes estructuras de HMO en la microbiota intestinal y en el huésped. La investigación ha demostrado que algunas estructuras son mejor utilizadas por bacterias específicas del intestino que otras, lo que implica que las otras estructuras no utilizadas por la microbiota sirven para otro propósito. ¡Mamá no habría producido todas estas estructuras HMO si no fueran importantes para el bebé! Sin embargo, se necesita mucha más investigación antes de que obtengamos una comprensión más completa . 

El eje intestino-cerebro-inmunitario : ¿existe un papel para los HMO? 

Un área de investigación apasionante en el campo de los HMO está relacionada con el modo en que estas sustancias podrían influir en el eje intestino-cerebro-inmunitario . El eje intestino-cerebro-inmunitario se refiere al sistema de comunicación que existe entre el tracto gastrointestinal, el sistema nervioso central, incluido el cerebro, y el sistema inmunitario. El funcionamiento de cada uno de estos sistemas corporales repercute en los demás a través de vías y sustancias bioquímicas que se transmiten mensajes entre sí.^9,31 Una mezcla de investigaciones preclínicas y clínicas ha demostrado que las HMO pueden afectar positivamente a cada uno de estos sistemas.³ 

Nuevas investigaciones indican que el sistema inmunitario debería añadirse al término eje intestino-cerebro, creando el eje intestino-cerebro-inmunitario. ¿Cómo influye la microbiota en el cerebro y el sistema inmunitario? 

Stine Dam Jepsen: La pared intestinal, la microbiota intestinal, y las células inmunitarias están interconectadas entre sí.³² Una ligera alteración en uno de estos componentes puede provocar condiciones desfavorables como disbiosis o inflamación en el intestino. La microbiota intestinal desempeña un papel fundamental en la educación y regulación del sistema inmunitario. Por tanto, una microbiota sana y equilibrada es esencial para conformar un sistema inmunitario beneficioso y mantener el equilibrio.³

La comunidad microbiana del intestino también tiene un gran impacto en el cerebro; esto se observa más allá de la infancia. Por ejemplo, los estudios observacionales que investigan trastornos cerebrales como el Alzheimer y el Parkinson han descubierto que estas enfermedades pueden estar asociadas a cambios en la microbiota intestinal.33-35 La investigación mecanicista ha descubierto que la microbiota intestinal puede influir en el cerebro por varias vías que incluyen el envío de señales al cerebro a través de moléculas neuroactivas producidas por bacterias .^36,37 Por lo tanto, la microbiota intestinal está muy relacionada con la salud cerebral.^3, 38

El potencial de los HMO en - mirando al futuro  

Como expertos en HMO, ¿en qué ámbitos creen que tienen más potencial para influir en la salud?

Louise Kristine Vigsnæ y Stine Dam Jepse: Creemos que las HMO tienen un gran potencial, no sólo para la salud infantil, sino también para niños mayores, adultos y ancianos. Debido a sus modos de acción y beneficios propuestos, creemos que los HMO podrían influir en varias áreas de la salud fuera del intestino, como la inmunidad sistémica e incluso la salud cerebral.

dsm-firmenich es un proveedor líder mundial de soluciones para los sectores de la nutrición infantil y los suplementos dietéticos, con una cartera única que incluye lípidos nutricionales, vitaminas y premezclas nutricionales personalizadas. Con la integración de las HMO en su cartera, dsm-firmenich refuerza su liderazgo en la oferta de soluciones significativas para ayudar a encaminar a los lactantes hacia una vida larga y sana, lo que forma parte de nuestra promesa de contribuir a mantener sana a la creciente población mundial. La nueva generación de HMO forma parte de la apasionante hoja de ruta de dsm-firmenich en materia de innovación, con cuatro nuevas HMO que estarán disponibles el año que viene para catalizar aún más el mercado de HMO, ya de por sí en rápido crecimiento. 

Recientemente, dsm-firmenich organizó un seminario web centrado en cómo afectan las HMO a la salud infantil con la científica y médica de renombre mundial, profesora Hania Szajewska. Prof. Szajewska resumió cómo la estructura de los HMO afecta a su función, así como el conjunto actual de pruebas relacionadas con los beneficios potenciales de los HMO en la nutrición infantil. Haga clic en para ver la grabación del seminario web.