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Un nuevo tipo de alimento dirigido por el microbioma estimula el crecimiento de los niños desnutridos
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Un nuevo tipo de alimento terapéutico diseñado específicamente para reparar el microbioma intestinal de los niños desnutridos es superior a la terapia estándar para promover el crecimiento, según los resultados de un ensayo clínico de prueba de concepto realizado en Bangladesh.
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El estudio, realizado por un equipo interdisciplinar de investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en San Luis y el Centro Internacional de Investigación de Enfermedades Diarreicas de Dhaka (Bangladesh) (icddr,b), se diseñó para complementar la dieta de los niños desnutridos con una fórmula que contiene alimentos localmente disponibles y culturalmente aceptables, seleccionados en función de la capacidad de los ingredientes para potenciar los microbios intestinales clave que favorecen el crecimiento. El trabajo apoya la idea de que el crecimiento saludable de los bebés y los niños está estrechamente vinculado al desarrollo saludable de sus comunidades microbianas intestinales -o microbiomas- después del nacimiento.
Los resultados del estudio se publican en línea en The New England Journal of Medicine.
La desnutrición infantil es un importante problema de salud mundial, que afecta a más de 150 millones de niños menores de 5 años en todo el mundo, con un impacto desproporcionado en el sur de Asia y el África subsahariana, según la Organización Mundial de la Salud. La actual pandemia de COVID-19 está agravando aún más este problema. Numerosos estudios han demostrado que la desnutrición no se debe únicamente a la inseguridad alimentaria, sino que refleja una combinación de factores, entre los que destaca el importante papel del microbioma intestinal, que no se desarrolla adecuadamente durante los dos primeros años de vida en los niños desnutridos.
"La malnutrición ha demostrado ser extraordinariamente difícil de tratar: los alimentos terapéuticos estándar densos en calorías han demostrado prevenir la muerte de los niños desnutridos, pero han sido ineficaces para superar el retraso en el crecimiento y otros efectos perjudiciales de la malnutrición, como el deterioro del desarrollo cerebral, el crecimiento óseo y la función inmunitaria", dijo el autor principal, Jeffrey I. Gordon, MD, profesor universitario distinguido Dr. Robert J. Glaser y director del Centro de la Familia Edison para las Ciencias del Genoma y la Biología de Sistemas en la Escuela de Medicina. "En un intento de abordar este problema, estamos investigando si la reparación de las comunidades microbianas poco desarrolladas de los niños desnutridos repercutirá en su crecimiento. Esta es la primera vez que se compara un alimento terapéutico dirigido por el microbioma con una terapia estándar en niños desnutridos; además, produjo una tasa superior de aumento de peso, el resultado clínico primario clave del ensayo."
Un estudio clínico piloto anterior, de un mes de duración, llevado a cabo por el equipo en Bangladesh, había aportado pruebas de los beneficios del alimento terapéutico dirigido por el microbioma en un pequeño número de niños que lo recibieron; sin embargo, el estudio no era lo suficientemente amplio ni largo para confirmar los efectos del nuevo alimento en el crecimiento. En el actual ensayo clínico de tres meses de duración, supervisado por Tahmeed Ahmed, MBBS, Ph.D., director ejecutivo del icddr,b, participaron 118 niños de entre 12 y 18 meses de edad que vivían en un barrio marginal urbano llamado Mirpur, en Dhaka (Bangladesh). A todos estos niños se les había diagnosticado desnutrición aguda, una enfermedad en la que el cuerpo consume las reservas de grasa y descompone los músculos, lo que provoca emaciación o pérdida de peso. El sistema inmunológico también se debilita, lo que hace que estos niños sean más susceptibles a otras enfermedades.
"Este trabajo se basa en nuestros estudios que han demostrado que un desajuste en el microbioma intestinal es el responsable de la desnutrición de los niños", dijo Ahmed. "Hemos utilizado con éxito un alimento elaborado con ingredientes locales para reparar el microbioma intestinal desordenado y, por tanto, mejorar el crecimiento de los niños que reciben el alimento. En una época en la que, lamentablemente, seguimos teniendo un número asombroso de niños que sufren y mueren de desnutrición, nuestro descubrimiento del alimento complementario dirigido por el microbioma puede cambiar las reglas del juego."
La mitad de los niños del estudio actual fueron asignados al azar para recibir el alimento terapéutico dirigido por el microbioma, y la otra mitad recibió un alimento terapéutico estándar que no estaba diseñado para reparar el microbioma intestinal. El nuevo alimento dirigido al microbioma contiene una mezcla de garbanzos, soja, plátanos y cacahuetes, ingredientes que el grupo había descubierto en modelos preclínicos anteriores para reparar el microbioma intestinal, entre otros componentes. El alimento terapéutico estándar está basado en el arroz y las lentejas y contiene alrededor de un 20% más de calorías por ración que el alimento dirigido al microbioma.
Los niños recibieron 25 gramos de los alimentos terapéuticos asignados dos veces al día durante tres meses. Se midieron la altura, el peso y la circunferencia de la parte superior del brazo de los niños a intervalos regulares durante el periodo de intervención y durante un mes después de la interrupción del tratamiento. También se recogieron muestras de sangre y heces en distintos momentos para evaluar los cambios en los niveles de casi 5.000 proteínas en la sangre, y para cuantificar los efectos de las terapias en la representación de microbios beneficiosos específicos en las muestras de heces.
Los investigadores descubrieron que la tasa de cambio en el peso de los niños y su circunferencia de la parte media y superior del brazo eran significativamente mayores en el grupo que recibía la alimentación dirigida por microbios en comparación con la alimentación terapéutica estándar; esta superioridad en el crecimiento se mantuvo incluso un mes después de que los niños hubieran dejado de recibir la intervención nutricional, que es el último punto de tiempo que se ha analizado hasta ahora.
"Si nos fijamos en la medida clínica estándar para evaluar la desnutrición aguda -la puntuación z de peso por longitud-, la diferencia entre los dos grupos de tratamiento fue aún más significativa un mes después de que interrumpiéramos el tratamiento", dijo el co-primer autor Robert Chen, estudiante de doctorado en el laboratorio de Gordon. Si este ritmo de crecimiento se mantuviera durante un año, estimamos una mejora en la puntuación z de peso por longitud de casi una desviación estándar completa".
"Los niños con desnutrición aguda suelen tener un peso decreciente o, en el mejor de los casos, estable, por lo que si esta extrapolación se mantiene, supondría una importante mejora clínicamente relevante en los resultados de crecimiento", añadió Chen.
La coautora del estudio, Ishita Mostafa, científica adjunta del Centro Internacional para la Investigación de las Enfermedades Diarreicas, ha declarado que "seguimos vigilando y recogiendo muestras de los niños que se encuentran en el centro: "Seguimos vigilando y recogiendo muestras de estos niños; esto es fundamental para determinar si los efectos de este nuevo tratamiento son realmente duraderos en el tiempo, o si la intervención debe mantenerse durante períodos más largos."
Los investigadores también descubrieron que un grupo de 23 cepas bacterianas encontradas en las muestras de heces se correlacionaban con el aumento de peso observado en los niños que recibían la alimentación dirigida por el microbioma. Veintiuna cepas estaban correlacionadas positivamente, lo que significa que tener más de estas bacterias intestinales estaba relacionado con un mayor crecimiento. Y dos cepas estaban correlacionadas negativamente, lo que significa que tener menos de estas bacterias intestinales estaba relacionado con un mayor crecimiento. Se descubrió que los alimentos dirigidos al microbioma aumentaban los niveles de las 21 cepas correlacionadas positivamente y reducían los niveles de las dos cepas correlacionadas negativamente.
Además, los investigadores hallaron 70 proteínas en las muestras de sangre que estaban positivamente correlacionadas con el aumento de peso, con mayores mejoras en sus niveles después del tratamiento dirigido por el microbioma en comparación con la intervención estándar.
"Estas proteínas son reguladores clave de la biología ósea, el neurodesarrollo y la función inmunitaria", dijo Gordon. "Descubrimos que este alimento puede nutrir y ampliar la abundancia de microbios beneficiosos, con el consiguiente aumento de los niveles de proteínas beneficiosas en sus huéspedes humanos que tienen efectos impactantes en el crecimiento".
"El índice de mejora en el peso de los niños que recibieron el nuevo alimento terapéutico diseñado teniendo en cuenta la salud de los microbios intestinales fue significativamente mayor a pesar de que su densidad calórica era un 20% menor que la del alimento estándar", añadió Gordon. "Esto sugiere que la reparación del microbioma intestinal, y no sólo las calorías adicionales, es clave para un crecimiento saludable en estos niños"
Los equipos dirigidos por Gordon y Ahmed, financiados por la Fundación Bill y Melinda Gates, tienen previsto iniciar otros estudios para determinar si los alimentos terapéuticos que nutren los microbios intestinales beneficiosos pueden ayudar a los niños desnutridos de otras partes del mundo. Esto implica un programa de desarrollo de alimentos dirigidos al microbioma que contengan ingredientes distintos pero funcionalmente "biosimilares" que sean fácilmente disponibles, asequibles y culturalmente aceptables para los padres y los niños que viven en estos otros países. Además, Gordon y sus colegas tienen previsto investigar si la reparación de las comunidades microbianas intestinales disfuncionales a edades más tempranas y en plazos más largos podría tener un impacto aún mayor.
"Después del período de seis meses de lactancia materna recomendado por la Organización Mundial de la Salud, creemos que puede haber una ventana temprana para introducir este tipo de alimentos terapéuticos dirigidos al microbioma y tener potencialmente un efecto mayor", dijo el coautor Michael J. Barratt, doctor, profesor asociado de patología e inmunología y director ejecutivo del Centro de Investigación del Microbioma Intestinal y Nutrición de la Universidad de Washington.
Los investigadores también están planeando estudios para investigar los beneficios de los alimentos terapéuticos dirigidos al microbioma durante el embarazo para determinar si pueden no sólo mejorar los microbiomas intestinales de las madres desnutridas, sino también fomentar la transmisión de comunidades microbianas intestinales saludables a sus bebés y así ayudar a romper el devastador ciclo intergeneracional de la desnutrición.
Gordon añadió: "También estamos explorando la posibilidad de llevar un ensayo clínico de este nuevo alimento terapéutico a los niños que se beneficiarían de una intervención nutricional aquí en San Luis. Estamos en las primeras fases de este proceso, empezando a colaborar con miembros de la comunidad local. No podemos iniciar uno de estos ensayos sin asegurarnos de que los líderes de la comunidad, los miembros de la misma, los padres y los cuidadores se impliquen plenamente en el proceso."