Los trastornos del neurodesarrollo (por ejemplo, autismo, trastorno por déficit de atención/hiperactividad, discapacidades del aprendizaje) se manifiestan tempranamente y dan como resultado déficits de por vida en lo cognitivo, social, emocional, académico y adaptativo. El número de afectados representa el 13,4% de los niños de 6 a 17 años y el 20,1% de los niños de 1 a 7 años en todo el mundo. Los factores ambientales son los principales impulsores del desarrollo neurológico en la primera infancia y los entornos de la vida temprana pueden modificar las variaciones genéticas en las vías de señalización del cerebro. Se sabe que el microbioma intestinal está alterado en niños con fenotipos bien definidos de retraso en el desarrollo, como el autismo, o factores de riesgo de retraso en el desarrollo, como el nacimiento prematuro. Cada vez es más evidente que la microbiota intestinal influye en la función y el comportamiento del cerebro a través de las vías de señalización del eje microbioma-intestino-cerebro.

Una investigación realizada en la Universidad de Alberta se propuso determinar asociaciones entre la microbiota intestinal en dos períodos críticos de la infancia y el desarrollo neurológico, mediante al análisis de datos de 405 bebés (199 mujeres) del estudio CHILD (Canadian Healthy Infant Longitudinal Development). Los resultados del desarrollo neurológico se evaluaron mediante la Escala de desarrollo infantil de Bayley (BSID-III) a 1 y 2 años. El perfil de microbiota con secuenciación del gen 16S ARNr se realizó en muestras fecales obtenidas a una edad promedio de 4 y 12 meses.

Utilizando métodos de agrupación, los autores identificaron tres grupos de lactantes en función de la abundancia relativa de microbiota intestinal a los 12 meses: grupo dominante de Proteobacterias (un 22,4% más de abundancia a los 12 meses), grupo dominante de Firmicutes (un 46,0% más de abundancia a los 12 meses) y grupo dominante de Bacteroidetes (31,6% mayor abundancia a los 12 meses). En relación con Proteobacterias, Bacteroidetes se asoció con puntuaciones más altas para el desarrollo cognitivo (4.8 puntos; FDRp = .02), lenguaje (4.2 puntos; FDRp≤0.001) y motor (3.1 puntos; FDRp = .03) a los 2 años en los modelos ajustados por covariables. Cuando se estratificó por sexo, solo los bebés varones con una microbiota dominante de Bacteroidetes tuvieron un desarrollo cognitivo (5,9 puntos, FDRp = .06) y del lenguaje (7,9 puntos; FDRp≤0,001) más favorable. La abundancia del género Bacteroides en la microbiota intestinal se correlacionó positivamente con las puntuaciones cognitivas y de lenguaje a la edad de 2 años. El análisis de modelo lineal mixto ajustado reveló una asociación positiva entre el grupo dominante de Bacteroidetes y el cambio en el rendimiento cognitivo y del lenguaje de 1 a 2 años, predominantemente entre hombres. No se observaron vínculos entre los grupos de microbiota de 4 meses y puntuaciones BSID-II. Hay que destacar el incremento de síntesis y el metabolismo de esfingolípidos, y que el antagonismo o competencia entre Bacteroides y Streptococcus fueron característicos de una microbiota intestinal con predominio de Bacteroidetes.

Este estudio encontró una fuerte evidencia de asociaciones positivas entre la microbiota intestinal de Bacteroidetes en la infancia tardía y el desarrollo neurológico posterior, principalmente entre hombres.