Influencia de la microbiota intestinal y de cepas del genero bifidobacterium en la enfermedad celíaca

Resum

La enfermedad celíaca es una intolerancia permanente a las proteínas del gluten de los cereales en la que intervienen factores genéticos, inmunológicos y ambientales. Las formas típicas de la enfermedad se presentan con mayor frecuencia durante los dos primeros años de vida y cursan con malabsorción y sintomatología intestinal y asociada (diarrea crónica, pérdida de peso, distensión abdominal, etc.). Actualmente, es la enfermedad digestiva crónica más común con una prevalencia del 0,7-2,0 % en población Europea y Americana. Pese a ello, no existe ninguna terapia para estos pacientes y su única alternativa es el mantenimiento de por vida de una dieta estricta exenta de gluten. Actualmente, el gluten es el único factor ambiental relacionado claramente con la enfermedad. En este sentido, la identificación de otros elementos ambientales que puedan suponer un factor de riesgo es clave para el diseño de estrategias de terapia y prevención. El proceso de colonización intestinal constituye el principal modo de exposición del recién nacido a los agentes microbianos. Dicho proceso depende de diversos factores como el tipo de lactancia (materna o artificial), las características del parto, las condiciones higiénicas, el uso de antibióticos y probablemente el genotipo. Se considera que la lactancia materna reduce el riesgo de desarrollo de la enfermedad celíaca. Los efectos beneficiosos de la leche materna podrían atribuirse a sus componentes bioactivos (antimicrobianos, anti-inflamatorios e inmunomoduladores) y a su influencia en el proceso de colonización intestinal. La lactancia materna contribuye al predominio del género Bifidobacterium en el intestino del recién nacido, mientras que la artificial favorece el desarrollo de una microbiota más heterogénea (Enterobacteriaceae, Bacteroides, Clostridium, Streptococcus, etc.). Diversos estudios sugieren que el retraso o falta de exposición del recién nacido a ciertos estímulos bacterianos puede aumentar su susceptibilidad a las infecciones microbianas y a los antígenos de la dieta en edades tempranas y posteriores de la vida. Por el contrario, un adecuado proceso de colonización contribuye al correcto desarrollo de la función barrera del epitelio intestinal, interviniendo en la regulación de la permeabilidad, el mantenimiento del equilibrio del ecosistema intestinal y el desarrollo del sistema inmune. Se ha descrito que el desarrollo de enfermedades atópicas es precedido por alteraciones en la microbiota intestinal del neonato. También se han detectado desequilibrios en la composición de la microbiota intestinal en individuos con alergia a alimentos, enfermedades atópicas o enfermedades inflamatorias intestinales. En estos procesos determinadas especies bacterianas se consideran además responsables de las respuestas inflamatorias. Todas estas evidencias permiten atribuir a la microbiota intestinal y al proceso inicial de colonización (tipo de bacterias y tiempo de colonización) una función importante en el desencadenamiento y regulación de las enfermedades con base inmunológica. Recientemente, se han observado diferencias en la composición de la microbiota intestinal entre pacientes celíacos y controles sanos. Además, en pacientes celíacos existen indicios de la existencia de modificaciones en el patrón de glicosilación intestinal, lo que podría contribuir a la adhesión de bacterias patógenas responsables de la inducción de aumentos en la permeabilidad intestinal. Esto favorecería a su vez la exposición a los antígenos del gluten y el desarrollo de respuestas inflamatorias. Pese a estos argumentos, todavía no se conoce el papel que la microbiota intestinal puede desempeñar en la enfermedad celíaca, ni se ha contemplado el uso de estrategias de intervención sobre el ecosistema intestinal, mediante el uso de probióticos, con fines preventivos o terapéuticos. Uno de los objetivos de esta tesis fue el estudio del patrón de colonización microbiana intestinal en neonatos y lactantes de riesgo de padecer enfermedad celíaca, mediante técnicas moleculares rápidas y su relación con el genotipo y el tipo de lactancia. Se pudo relacionar el proceso de colonización microbiana con los genes HLA-DQ de los recién nacidos y el tipo de lactancia. Además se pudo observar que alteraciones en la composición de la microbiota intestinal de niños celíacos se acompañan de alteraciones en las concentraciones de inmunoglobulinas asociadas a los grupos bacterianos alterados en la enfermedad. Se evaluó también el efecto de las muestras fecales de niños celíacos (con enfermedad celíaca activa y no) sobre células mononucleares de sangre periférica (PBMCs) para conocer el posible papel de la microbiota en la enfermedad y se pudo constatar que la microbiota de los pacientes celíacos ejerce un efecto pro-inflamatorio. Además, se analizaron los efectos de una dieta sin gluten estricta sobre una cohorte de individuos sanos y se pudo constatar que este tipo de dieta influye sobre la composición y las propiedades inmunológicas de la microbiota intestinal. Los resultados sugieren que la dieta sin gluten se debe considerar un factor ambiental que puede modificar la composición de la microbiota intestinal y la salud intestinal. Otro objetivo de esta tesis fue la selección de potenciales bifidobacterias probióticas para su aplicación en la enfermedad celíaca. Para ello, se evaluó la capacidad de cepas del genero Bifidobacterium para modular la respuesta inmune de PBMCs frente a la microbiota intestinal de niños celíacos, también se evaluó in vitro y ex vivo la capacidad inmunomoduladora de estas mismas cepas, solas o combinadas con gliadinas, sobre PBMC, cocultivos de células epiteliales y PBMCs y asas intestinales de ratas Wistar-AVN libres de gérmenes. Los resultados obtenidos se compararon con los efectos ejercidos por enterobacterias aisladas de heces de niños celíacos con enfermedad activa o no. Además se estudiaron los efectos de cepas de Bifidobacterium sobre el patrón de glicosilación de células epiteliales intestinales capaces de producir glicoproteínas y glicolípidos del mucus y de la superficie celular. Los resultados de todos estos estudios indicaron que las cepas del genero Bifidobacterium seleccionadas tenían un efecto inmunomodulador beneficioso tanto in vitro como ex vivo y que podrían revertir la típica respuesta inflamatoria de la EC, además de restablecer un perfil normal de glicosilación intestinal. También se pudo apreciar que enterobacterias de la microbiota intestinal de los enfermos celíacos inducían respuestas pro-inflamatorias en células inmunes innatas y se podrían considerar capaces de exacerbar la típica respuesta inflamatoria de la EC.