Papel de los factores ambientales tempranos enla inmunocompetencia y el proceso de colonización intestinal en lactantes con riesgo de enfermedad celíaca. Inmunomodulación de potenciales probióticos

Resumen

E l desarrollo del sistema inmune (SI) comienza antes del nacimiento y no termina hasta la adolescencia. Un correcto proceso de maduración desde los primeros días de vida es esencial para desarrollar respuestas inmunológicas correctas frente a posibles infecciones, y posiblemente evitar el desarrollo de alergias y enfermedades autoinmunes. El periodo postnatal inmediato al nacimiento está caracterizado por la permeabilidad intestinal a macromoléculas intactas, por lo que el desarrollo de una inmunidad de la mucosa efectiva es esencial para la protección frente a infecciones y el control de la exposición a alérgenos en el periodo postnatal. El SI de la mucosa es rápidamente estimulado por la colonización bacteriana y por superficies de cuerpos externos; esta interacción contribuye al completo desarrollo de la microbiota intestinal que es, a su vez, esencial para un buen desarrollo del SI sistémico. Existen diversos factores ambientales que pueden alterar el desarrollo del SI y provocar enfermedades inmunológicas como alergias, asma, diabetes tipo I, o enfermedad celíaca (EC). Pero a la vez, existen estudios preliminares que demuestran la capacidad inmunomoduladora de los probióticos y su posible utilidad en la prevención de alguna de estas enfermedades. El presente trabajo forma parte del estudio PROFICEL el cual va dirigido a identificar qué factores ambientales pueden estar implicados en el desarrollo de EC en individuos con susceptibilidad genética, y su posible prevención a través de potenciales probióticos. Por todo ello, el objetivo de este trabajo ha sido estudiar el efecto conjunto del genotipo HLA-DQ y de diversos factores ambientales sobre el desarrollo del SI y el establecimiento de la microbiota intestinal de niños con riesgo familiar de EC, para en un futuro identificar los principales factores que contribuyen a la susceptibilidad de padecer EC. Un segundo objetivo ha sido evaluar in vitro la capacidad de inmunomodulación de diferentes cepas bacterianas características de niños alimentados con leche materna y leche de fórmula, para estudiar posibles efectos beneficiosos de la leche materna sobre la EC e identificar posibles cepas bacterianas probióticas. En primer lugar estudiamos la influencia de la lactancia materna vs. fórmula y su interacción con el genotipo HLA-DQ sobre las poblaciones linfocitarias de niños con riesgo genético de desarrollar EC. No se encontró ninguna interacción entre el tipo de lactancia y el genotipo de riesgo HLA-DQ. Por el contrario sí encontramos efecto del tipo de lactancia sobre las subpoblaciones de linfocitos. En niños alimentados con leche de materna el número absoluto de células CD4+CD38+ fue menor y el porcentaje de células CD4+CD25+ fue mayor que en los niños alimentados con leche de fórmula. Estos resultados sugieren que los niños alimentados con leche materna podrían tener un sistema inmune más maduro que los niños alimentados con leche de fórmula, y que el efecto de la lactancia materna sobre las subpoblaciones de linfocitos podría ser beneficioso en niños con riesgo de desarrollar EC. En segundo lugar estudiamos la influencia de diversos factores ambientales sobre las poblaciones linfocitarias y la microbiota intestinal de niños con riesgo a desarrollar EC. La lactancia de fórmula se asoció con un mayor número absoluto de linfocitos, células CD3+, CD4+, CD4+CD38+, CD4+CD28+ y CD3+CD4+CD45RO+. La infecciones sufridas durante los primeros meses de vida se asociaron con un aumento de los linfocitos T colaboradores (CD4+), particularmente, los linfocitos T maduros (CD45RO+) y activados (CD25+ y HLA-DR+). El parto por cesárea y la administración de la vacuna de rotavirus se asociaron a un menor porcentaje de células CD4+CD25+. Referente a la composición de la microbiota intestinal, la toma temprana de antibióticos se asoció y correlacionó con un menor número de Bifidobacterium longum y un mayor número de Bacteroides fragilis. Según nuestros resultados parece ser que las infecciones y la toma de antibióticos en los primeros 4 meses de edad son los factores ambientales tempranos más fuertemente y/o frecuentemente asociados a las subpoblaciones de linfocitos y la composición de la microbiota, respectivamente, en niños con riesgo de EC. Por último, estudiamos el efecto inmunomodulador de diferentes cepas bacterianas características de niños alimentados con leche materna y leche de fórmula mediante cultivo directo con células mononucleares de sangre periférica (CMNs), y co-cultivo con CMNs y células Caco-2. Bifidobacterium catenulatum y Bifidobacterium breve fueron las más fuertes inductoras de la producción de IFN-¿ por estimulación directa de CMNs. B. longum fue la mayor inductora de IL-10 y la menor de TNF-¿. En el sistema de co-cultivo CMNs/Caco-2, B.breve fue la mayor inductora de IL-8 por parte de las células Caco-2, y significativamente diferente de B. infantis, B. adolescentis, y la mezcla bacteriana característica de niños alimentados con lactancia de fórmula (LF) (P<0.05). El IFN-¿ producido por las CMNs estimuladas con la mezcla bacteriana característica de niños alimentados con lactancia materna (LM) (que contiene 22% de B. breve, comparado con un 7% en la mezcla LF) fue significativamente mayor comparado con B. adolescentis, B. infantis y B. longum. También, B. adolescentis inhibió la producción de IFN-¿ comparado con la mezcla LF y B. longum. De estos resultados se puede concluir que la proporción de las diferentes cepas de bifidobacterias parece ser un importante determinante del balance de citoquinas en el ambiente intestinal simulado en el estudio. B. breve y la combinación de las especies de Bifidobacterium típicamente encontradas en la microbiota de niños alimentados con leche materna mostraron los efectos inmunoestimuladores más significativos. Los resultados obtenidos en este trabajo permiten avanzar en el conocimiento del papel de factores ambientales tempranos sobre el desarrollo del SI y la microbiota en niños con riesgo de EC, y proporcionan evidencias sobre las características inmunomoduladoras de posibles cepas probióticas dirigidas a la prevención de enfermedades asociadas al SI, como puede ser la EC.