Transferencia horizontal: Encuentran una nueva forma por la que la microbiota de la madre pasa al hijo

La instauración de la microbiota del bebé se produce en el parto, cuando el pequeño recibe directamente bacterias procedentes de la madre. Ahora, un estudio publicado en la revista Cell sugiere que también pueden transmitirse genes entre madre e hijo por transferencia horizontal, sin necesidad de que haya intercambio de estos microorganismos.

Se trata del primer estudio que describe la transferencia de elementos genéticos móviles entre los microbiomas materno e infantil, un proceso clave para el desarrollo infantil y la futura salud del bebé.

¿Qué es la transferencia genética horizontal?

La transferencia genética horizontal (TGH) o transferencia genética lateral (TGL) es el movimiento de material genético que no es a través de la transmisión vertical (la transmisión del ADN de padres a hijos). Este movimiento ha demostrado ser un factor importante en la evolución de muchos organismos.​

Además, es la razón principal de que se propague en las bacterias la resistencia a los antibióticos y juega un papel importante en la evolución de bacterias que pueden degradar compuestos nuevos como los pesticidas creados por los humanos.

La mayoría de los trabajos en genética se han concentrado en la transferencia vertical, pero cada vez hay más evidencia científica de que la transferencia genética horizontal es un fenómeno importante.

Transmisión genética horizontal: Hallan evidencia de transferencia de genes del microbioma intestinal materno y al del bebé

Los investigadores han descubierto un nuevo modo de transmisión vertical del microbioma de la madre al bebé, en el que los microbios del intestino materno comparten genes con los microbios del intestino del bebé durante el periodo perinatal que comienza inmediatamente antes del nacimiento y se extiende durante las primeras semanas de vida.

Este análisis integrador a gran escala ofrece una serie de instantáneas de alta resolución de la dinámica de colonización intestinal que influye en el desarrollo del lactante tanto antes como después del nacimiento. «Este es el primer estudio que describe la transferencia de elementos genéticos móviles entre los microbiomas materno e infantil», afirma Ramnik Xavier, autor principal del estudio, del Instituto Broad del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y la Universidad de Harvard (Estados Unidos).

«Nuestro estudio también integró por primera vez el microbioma intestinal y los perfiles metabolómicos de madres y lactantes y descubrió vínculos entre metabolitos intestinales, bacterias y sustratos de la leche materna –prosigue–. Esta investigación representa una perspectiva única del desarrollo conjunto de los microbiomas intestinales y los metabolomas de los lactantes bajo la influencia de factores maternos y dietéticos conocidos».

Las bacterias intestinales promueven la maduración del sistema inmunitario. En el desarrollo del microbioma intestinal infantil influye mucho la transmisión de microbios de la madre al nacer. Además, los metabolitos microbianos también influyen en el desarrollo cognitivo temprano.

Se sabe que el periodo perinatal es clave en el desarrollo cognitivo y del sistema inmunitario, promovido por la microbiota intestinal materna e infantil y sus metabolitos. Sin embargo, este proceso aún no se conoce bien. Para ampliar este conocimiento, los investigadores siguieron el desarrollo conjunto de microbiomas (conjunto de microbios) y metabolomas (conjunto de pequeñas moléculas denominadas metabolitos) desde el final del embarazo hasta los 12 meses de edad utilizando datos longitudinales multiómicos de una cohorte de 70 díadas madre-hijo.

La madre transfiere al bebé genes asociados a adaptaciones relacionadas con la dieta

Descubrieron una transferencia interespecífica a gran escala de elementos genéticos móviles de madre a hijo, con frecuencia de genes asociados a adaptaciones relacionadas con la dieta. Los metabolomas intestinales de los lactantes eran menos diversos que los maternos, pero presentaban cientos de metabolitos únicos y asociaciones microbio-metabolito no detectadas en las madres.

La lactancia materna favorece la implantación de una microbiota intestinal saludable en el bebé

Los metabolomas y las firmas de citocinas séricas de los lactantes que recibieron leche de fórmula regular, pero no extensamente hidrolizada, eran distintos de los de los lactantes alimentados exclusivamente con leche materna.

«El intestino del lactante albergaba miles de metabolitos únicos, muchos de los cuales eran probablemente modificados a partir de sustratos de la leche materna por bacterias intestinales –afirma Tommi Vatanen, coautor del estudio junto con Karolina Jabbar, ambos del Instituto Broad del MIT y Harvard–. Es probable que muchos de estos metabolitos influyan en el sistema inmunitario y el desarrollo cognitivo».

Nuestra asesora de lactancia materna IBCLC, Inma Mellado, monitora de La Liga de la Leche, Máster en Nutrición Pediátrica y presidenta de la Asociación Española de Consultoras Certificadas en Lactancia Materna, manifiesta en este artículo en nuestro blog que el sistema inmune del bebé es muy inmaduro y dado que el 80% del sistema inmune reside en nuestro intestino, la interacción con el microbioma que reside en el mismo puede ser clave para dicho desarrollo.

«Los bebés amamantados reciben diariamente entre 10.000 y un millón de microorganismos. Es sin duda una cifra impresionante. Se han publicado diversos estudios en los que se trataba de identificar la flora microbiana presente en la leche materna, y de ellos hemos sacado en claro la preciosa y enorme variabilidad que existe entre diferentes mujeres, incluso en la misma mujer en distintos momentos.

Aún queda mucho por estudiar en este campo, pero poco a poco estamos comenzando a entender la importancia que tiene para el bebé, ya que el microbioma intestinal dependerá en gran medida de los microorganismos que reciba a través de la leche de su madre.»

El microbioma materno puede moldear el microbioma intestinal del lactante mediante la transferencia horizontal de genes

Aunque los metabolomas intestinales infantiles eran menos diversos que los maternos, los investigadores detectaron más de 2.500 características metabolómicas propias de los lactantes. Además, identificaron numerosas asociaciones de especies bacterianas y metabolitos fecales específicas de los lactantes, incluidos neurotransmisores y moduladores inmunitarios.

«Nos sorprendió descubrir que bacterias del intestino materno que rara vez se observaban en los lactantes contribuían a la estructura del microbioma intestinal infantil –afirma Xavier–. También hallamos pruebas de que los profagos -bacteriófagos latentes o virus que residen en genomas bacterianos- contribuyen al intercambio de elementos genéticos móviles entre los microbiomas materno e infantil».

Los autores afirman que el microbioma materno puede moldear el microbioma intestinal del lactante mediante la transferencia horizontal de genes, aparte de la clásica transmisión vertical de cepas y especies.

Una limitación del estudio fue que los investigadores no tuvieron en cuenta los cambios en la dieta y el estilo de vida entre el embarazo y el posparto, que podrían haber afectado a las alteraciones del microbioma y el metaboloma.

«En conjunto, nuestro análisis integrador amplía el concepto de transmisión vertical del microbioma intestinal y proporciona nuevos conocimientos sobre el desarrollo de los microbiomas y metabolomas maternos e infantiles durante el final del embarazo y los primeros años de vida», concluye Xavier.

En futuros estudios, tienen previsto investigar más a fondo los vínculos entre las bacterias y el metaboloma.