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Presencia bacteriana

El establecimiento del microbioma intestinal en recién nacidos y lactantes es uno de los pasos clave para la preparación del sistema inmunológico en el desarrollo y la promoción de una simbiosis saludable entre el microbioma y el hospedero. Aunque varios estudios están desentrañando los aspectos microbianos e inmunológicos de esta colonización durante y después del parto, todavía se debate acaloradamente si existe una relación funcional entre el feto y las bacterias a esos tiempos. En un estudio publicado en Nature Medicine, Rackaityte y colaboradores reportan sobre el análisis del contenido microbiano intestinal fetal obtenido de embarazos a término y muestran algunas pruebas sobre la colonización bacteriana temprana (DOI: 10.1038/s41591-020-0761-3).

Los investigadores buscaron bacterias en el intestino fetal mediante una combinación de metodologías, como el cultivo microbiano para la identificación de una morfología similar a la de las bacterias usando fluorescencia y microscopía electrónica de barrido, así como enfoques moleculares, incluida la secuenciación de Sanger y la secuenciación del del gen del ARN ribosomal (ARNr) 16S. El mismo conjunto de instrumentos se ha utilizado en el pasado para estudiar la presencia de microorganismos en tejidos en contacto con el feto, como la placenta y el líquido amniótico o para analizar el contenido de meconio tras el nacimiento. Esos estudios previos suscitaron un intenso debate sobre si las bacterias identificadas eran en realidad el resultado de contaminación, pero lo más importante es que estaban limitados por el enfoque intrínsecamente indirecto de probar la no esterilidad del intestino fetal. 

Fig. 1: Evaluación de la presencia bacteriana en el intestino fetal y su efecto en el mismo.

En el intestino fetal hay perfiles microbianos diversos, vinculados a diferentes transcriptomas epiteliales fetales y a distintos patrones de composición de linfocitos T. Rackaityte y colaboradores aislaron una cepa viable de Micrococcus luteus y descubrieron que su genoma difiere del de otras cepas. Los experimentos in vitro realizados en un entorno de embarazo indicaron su capacidad para proliferar y persistir en el interior de fagocitos. La cepa de M. luteus expuesta in vitro a las células epiteliales intestinales de fetos humanos primarios mostró perfiles transcriptómicos similares a los observados en el tejido epitelial fetal ex vivo.

Los autores encontraron ADN bacteriano en 40 de las 50 muestras de contenido intestinal fetal estudiadas. Entre las muestras en las que identificaron las bacterias, se encontraron tres perfiles microbianos fetales: uno dominado por Micrococcus (n = 9), otro representado por Lactobacillus (n = 6), y un tercero que incluía Lactobacillus y Micrococcaceae, así como Bacteroides, Bifidobacterium y Prevotella (n = 25), aunque el último perfil se asemejaba al de los controles biológicos negativos y los dos primeros se encontraron solo en una minoría de las muestras. Curiosamente, los perfiles bacterianos estaban vinculados a distintos transcriptomas epiteliales fetales y a distintos patrones de composición de células T, lo que sugiere una impronta inmunológica variable. Los autores pudieron aislar, cultivar e identificar una bacteria específica del intestino fetal: Micrococcus luteus. Este microbio se encontró en otras muestras de meconio recogidas justo después del nacimiento, pero tuvo una baja prevalencia en las muestras fecales recogidas posteriormente, durante los primeros meses de vida. Los autores llevaron a cabo experimentos in vitro con el aislado bacteriano en condiciones que imitan el entorno hormonal del embarazo (progesterona y estradiol) y descubrieron que, en esas condiciones, era capaz de proliferar, así como de persistir en el interior de los fagocitos. Además, cuando los autores expusieron la cepa cultivada de M. luteus a las células epiteliales del intestino fetal humano primario in vitro, las células tenían un perfil de transcriptoma similar al observado en el intestino fetal ex vivo.

Si bien el estudio aporta pruebas de que pueden estar presentes bacterias en el intestino fetal y de que también pueden desempeñar un papel en la configuración del sistema inmunológico, quedan varias preguntas intrigantes para futuras investigaciones. Sin embargo, antes de que dichas interrogantes sean abordadas, es crucial que los hallazgos sean replicados en diferentes estudios y cohortes independientes. Investigaciones anteriores sobre la presencia de bacterias en la placenta sana, el líquido amniótico y el meconio demostraron la necesidad de tal validación. En esos estudios previos se informó del aislamiento de cepas microbianas específicas, siendo las más comunes las de Cutibacterium, Staphylococcus y enterobacterias, aunque también se han identificado cepas de Enterococcus, Ralstonia y Candida. Otros estudios solo han validado parcialmente la presencia de estos grupos bacterianos en los mismos tejidos. No obstante, las incoherencias inexplicadas en los géneros bacterianos detectados en diferentes estudios son preocupantes y exigen cautela en la interpretación de los datos. El cultivo de muestras de baja biomasa en un medio de cultivo rico también promovería el crecimiento de bacterias del medio ambiente, por lo que no es fácil asignar un origen específico a los aislados. De hecho, los autores del nuevo estudio son muy conscientes de que estas limitaciones inevitables se aplican también al análisis del intestino fetal, por lo que la confirmación definitiva de la presencia de bacterias viables en el intestino fetal tendría que proceder de otros estudios en otras poblaciones que informen de tasas de colonización similares por un conjunto taxonómicamente coherente de bacterias.

Una de las siguientes preguntas que se harían sería sobre el tipo y la extensión del efecto sobre el feto de las bacterias viables en el útero. En contraste con el estudio que aquí se presenta, se ha demostrado que la Ralstonia insidiosa, una cepa aislada de la placenta humana no induce una respuesta proinflamatoria in vitro. Por consiguiente, el principal reto es comprender si las bacterias viables e inmunológicamente activas tienen una función biológica en las condiciones de salud del lactante y pueden influir en el riesgo de riesgos de enfermedad más adelante en la infancia y la niñez. Dado que Rackaityte y sus colegas determinaron que la presencia de bacterias viables era "limitada", la cuestión clave conexa es si los lactantes que experimentaron diferentes niveles de colonización in vitro (desde nada hasta la presencia de múltiples bacterias) tienen o no una diferencia detectable en desenlaces de salud a corto y largo plazo. Es decir, ¿cuál es la magnitud del efecto de la colonización en el útero sobre el microbioma infantil en desarrollo en relación con la enorme diversidad de bacterias que experimenta el recién nacido durante y después del parto? El efecto de las posibles bacterias patógenas durante el embarazo en la salud fetal y neonatal es bien conocido, pero se dispone de muy pocos datos sobre los microorganismos no patogénicos en embarazos sanos.

Además, es posible que la viabilidad bacteriana ni siquiera sea estrictamente necesaria para promover la estimulación del sistema inmunológico del hospedero. Diversos estudios han demostrado que las paredes de las células bacterianas y otros componentes, así como los metabolitos microbianos, interactuarían con el sistema inmunológico incluso en ausencia de una colonización activa. De esta forma, se puede disponer de múltiples rutas para el intercambio de microbioma fetal y hospedero, y la comprensión de las rutas que pueden ser específicamente pertinentes en el entorno fetal debería ser el centro de futuros estudios.

En suma, este estudio proporciona nueva evidencia sobre las interacciones microbio hospedero en el transcurso de la vida intrauterina. Sin embargo, no se ha explorado suficientemente cómo y cuándo el intestino fetal controla la presencia de bacterias, ni qué diversidad de taxones pueblan el intestino fetal y cómo persisten. Y lo que es aún más importante, las implicancias biológicas de la colonización in utero para el desarrollo humano todavía no se han comprendido.