Interacciones metabólicas entre especies del tracto intestinal humano coordinadas por especies del género Bifidobacterium

Abstract

[ES] La colonización bacteriana de nuestro organismo sucede tan pronto como nacemos y su configuración desde este momento y durante las primeras etapas de nuestra vida será condicionante tanto a corto como a largo plazo. La microbiota ejerce un papel determinante en el mantenimiento de la homeostasis metabólica e inmunológica, por lo que cualquier alteración que pueda afectar a su desarrollo puede no sólo implicar desordenes y enfermedades neonatales, sino que puede también afectar negativamente en etapas posteriores como la infancia e incluso la vida adulta del individuo. Dichos desordenes se manifiestan afectando a factores como el crecimiento o la susceptibilidad de sufrir enfermedades metabólicas de origen alimenticio a largo plazo. Dentro de la población microbiana intestinal temprana cabe destacar el papel de bacterias del género Bifidobacterium, predominantes en la microbiota intestinal de lactantes y niños de hasta aproximadamente los 3 años de edad, como principales moduladoras de este microambiente y por lo tanto determinantes en su desarrollo posterior. Uno de los factores claves a la hora de desentrañar la compleja red del microbioma humano es el estudio de las interacciones entre los componentes del mismo y la posible sinergia o antagonismo en el que se encuentran implicadas las diferentes especies de manera individual. El presente estudio tiene como objetivo aportar un conocimiento en detalle respecto al papel de las bifidobacterias en la conformación de las comunidades microbianas del intestino humano en etapas tempranas del desarrollo. Para ello se emplearon dos especies diferentes del género Bifidobacterium cultivadas bajo condiciones nutricionales mínimas, con lactosa como fuente preferencial de carbono y en anaerobiosis. Los sobrenadantes libres de bacterias resultantes de dichos cultivos fueron sujeto de estudio para determinar la dependencia metabólica de especies de la microbiota intestinal humana de los metabolitos generados por especies como Bifidobacterium longum y Bifidobacterium kashiwanoense, seleccionando e identificando taxonómicamente la microbiota fecal humana capaz de crecer en placas de medio enriquecidas con tales metabolitos generados por las especies de Bifidobacterium evaluadas. El estudio de comunidades microbianas generadas in vitro a partir del crecimiento en medio selectivo ha revelado la dependencia metabólica, de metabolitos producidos por bifidobacterias, de ciertas especies microbianas consideradas beneficiosas. De igual manera, se han podido intuir interacciones especie-específica en el contexto de las especies de Bifidobacterium analizadas.

[EN] Bacterial colonisation of our organism takes place as soon as we are born and its configuration from this moment and during the first stages of our life will be a determining factor both in the short and long run. The microbiota plays a decisive role in the maintenance of metabolic and immunological homeostasis, therefore any alteration that may affect its development may not only result in neonatal disorders and diseases but may also negatively affect later stages such as childhood and even the individual's adult life. Such disorders manifest themselves by influencing factors such as growth or susceptibility to long-term metabolic diseases of dietary origin. Within the early intestinal microbial population, the role of bacteria of the genus Bifidobacterium, predominant in the intestinal microbiota of infants and children of up to approximately 3 years of age, is noteworthy as the main modulators of this microenvironment and therefore determinant in their subsequent development. One of the key factors in unravelling the complex network of the human microbiome is the study of the interactions between its components and the possible synergy or antagonism in which individual species are involved. The present study aims to provide a detailed understanding of the role of bifidobacteria in shaping the microbial communities of the human gut at early stages of development. For this purpose, two different species of the genus Bifidobacterium cultured under minimal nutritional conditions, with lactose as a preferential carbon source and in anaerobiosis, were used. The bacteria-free supernatants resulting from these cultures were studied to determine the metabolic dependence of species of the human intestinal microbiota on metabolites generated by species such as Bifidobacterium longum and Bifidobacterium kashiwanoense, selecting and taxonomically identifying the human faecal microbiota capable of growing in medium plates enriched with such metabolites generated by the Bifidobacterium species evaluated. The study of microbial communities generated in vitro from growth in selective media has revealed the metabolic dependence of metabolites produced by bifidobacteria on certain microbial species considered beneficial. Likewise, species-specific interactions have been intuited in the context of the Bifidobacterium species analysed.