El Nuevo Estudio de Genoma de B. longum Subesp. longum de Morinaga Milk Puede Explicar la Amplia Distribución de las Especies en Todas las Edades

TOKIO--(BUSINESS WIRE)--Bifidobacterium longum es una de las pocas especies de bacterias intestinales ampliamente presente en personas de todas las edades, incluidos bebés, adultos y ancianos.^1,2 Hoy, Morinaga Milk Industry Co., Ltd. (TOKYO:2264), empresa de productos lácteos líder de Japón, anunció los resultados de un innovador estudio nuevo de genoma, en colaboración con el Centro de Investigación SFI APC Microbiome Ireland, que pueden explicar el motivo.

El intestino humano se coloniza con una serie de microbios (microbiomas) que tienen un papel integral en la salud humana, al ayudarnos a digerir los alimentos, producir ciertas vitaminas, regular nuestro sistema inmunológico y protegernos de bacterias patógenas. Este estudio actual reveló que una especie de bacteria, B. longum subesp. longum, demuestra una amplia variación en sus genes que aumenta su competitividad en el entorno intestinal, porque su genoma se adapta a los cambios de dieta de cada generación. Además, sugiere que B. longum subesp. longum se transmite de manera extensiva entre parientes, y tal transmisión no se produce solo entre madres y bebés, como se creía anteriormente, sino también entre otros miembros de la familia e incluso a lo largo de tres generaciones.³

Descripción del estudio
Para el estudio, se obtuvieron un total de 453 muestras fecales de sujetos japoneses saludables de 0 a 104 años, como medio para medir la especie bacterial presente en el intestino. En total, se detectaron 871 especies bacteriales diferentes (Fig. 1), pero solo tres (Blautia wexlerae, Streptococcus salivarius y Bifidobacterium longum) estuvieron presentes en más del 50 % de los sujetos en todas las generaciones.

Este hallazgo destaca la amplia distribución de B. longum en la vida humana. Para identificar el mecanismo que permite que una especie determinada esté tan omnipresente, Morinaga, en colaboración con el Centro de Investigación SFI APC Microbiome Ireland en la Universidad Nacional de Irlanda, Cork, realizó un análisis de genoma comparativo en diversas cepas de B. longum subesp. longum para determinar las diferencias genéticas entre cepas aisladas de personas de variadas edades.

Cepas de B. longum subesp. longum separadas en siete clústeres
Los análisis comparativos que implicaron 145 muestras representativas de B. longum obtenidas de sujetos japoneses, incluidos 32 genomas de acceso público, demostraron que las cepas de B. longum subesp. longum se pueden agrupar en siete clústeres según la presencia de profago (es decir, material viral) o megaplásmido (es decir, material genético presente fuera del cromosoma bacterial).

No se observó correlación entre cepas aisladas y edad del sujeto, aunque se encontró correlación negativa significativa entre la cantidad de genes identificados presentes en las cepas y la edad del sujeto. Esto sugiere que las cepas de B. longum subesp. longum aisladas de sujetos más jóvenes poseen, en promedio, mayor número de genes en comparación con las de sujetos mayores. Los investigadores realizaron investigaciones adicionales para identificar genes en cada cepa aislada de diferentes grupos de edad, y como resultado, las familias de genes se clasificaron en cuatro grupos: bebés, adultos, familias de gen predominante en ancianos y genes que no muestran relación con la edad del sujeto (Fig.2).

Las cepas asociadas con bebés más adaptadas a utilizar carbohidratos que se encuentran en la leche humana
Los investigadores con frecuencia encontraron cepas en B. longum subesp. longum de sujetos más jóvenes, que poseen un código genético relacionado con la utilización de azúcar, incluido el del ácido siálico de azúcar que es uno de los componentes de los oligosacáridos de la leche humana (Human Milk Oligosaccharides, HMO) en la leche materna. Esta característica puede ser una estrategia adaptativa de B. longum para sobrevivir al ambiente del intestino del bebé al usar los componentes de la leche materna.

Las cepas asociadas con ancianos más adaptadas a utilizar fibra insoluble que se encuentra en verduras
Los investigadores también observaron una alta cantidad de cepas en B. longum subesp. longum aisladas de sujetos ancianos que contienen información genética única que se considera que codifica α-L-arabinofuranosidasas extracelulares (clúster 2 de arabinofuranosidasa en Fig.2). Estas enzimas pueden descomponer azúcares complejos presentes en material vegetal, como verduras y cereales, todos los cuales contienen alta proporción de fibra insoluble. Se informa que los japoneses ancianos consumen muchas más verduras que los jóvenes⁴, entonces este rasgo genético para digerir alimentos con contenido de fibras puede permitir que el B. longum persista en el intestino del anciano.

Además, se encontraron dos clústeres de genes indicadores del modo en que las bacterias responden al estrés ambiental en mayores cantidades en cepas de B. longum subesp. longum aisladas de sujetos ancianos, incluida la proteína de choque térmico HSP20.⁵ Las proteínas de choque térmico se producen para ayudar a un organismo a responder al estrés, como el calor extremo, la exposición a oxígeno y hambre. Es razonable suponer que las cepas con capacidad de responder al estrés pueden adaptarse y sobrevivir mejor.

Ciertas cepas se transmitían entre padre e hijo, entre cónyuges, e incluso a lo largo de tres generaciones
Varias cepas de B. longum subesp. longum que se habían aislado de muchos miembros diferentes de la misma familia probaron tener un contenido genético esencialmente idéntico. Este hallazgo sugiere que estas cepas se habían transmitido entre diversos miembros de la familia, no solo entre madre e hijo, que era lo que es había informado previamente.⁶

“Es un hallazgo extraordinario que no solo se haya observado la transmisión entre madre e hijo, sino también entre padre e hijo e incluso entre cónyuges”, declaró el Dr. Toshitaka Odamaki, gerente del Departamento de Investigación de Microbiota del Instituto de Ciencia de última generación de Morinaga y el investigador principal del estudio. “Este es también el primer informe de una cepa particular de microbiota intestinal que parece haberse transmitido a lo largo de tres generaciones en una familia, por ejemplo, entre la abuela, la madre y el bebé”, afirmó.

“Suponemos que esta variedad de genes y alto nivel de transferencia de especies bacterianas dentro de familias es la estrategia de supervivencia de B. longum subesp. longum y es clave para su amplia distribución en la vida humana”, explicó el Dr. Odamaki. “Este informe puede brindar una prometedora base para la investigación futura que busca identificar los mejores candidatos probióticos en cada etapa de la vida clave”, continuó.

“APC Microbiome Ireland está muy interesada en cómo cambia la microbiota humana en las etapas de la vida, en respuesta a la exposición a diferentes factores ambientales como dieta habitual, exposición a antibióticos y niveles de estrés”, expresó el profesor Douwe van Sinderen, líder de proyecto en APC Microbiome Ireland. Además enfatizó la atracción de tal esfuerzo científico conjunto: “Esto fue un proyecto de colaboración particularmente gratificante y productivo con un socio de la industria, Morinaga, porque pudimos unir nuestras habilidades complementarias y conocimientos que nos permiten generar perspectivas que de otro modo no habríamos podido obtener por sí solos”.

El Dr. Odamaki de Morinaga habló de estos hallazgos en el Congreso Mundial de la Asociación de Práctica Independiente (Independent Practice Association, IPA) + Probiota Barcelona realizado en Barcelona, España, del 7 al 9 de febrero de 2018.

Acerca de Morinaga
Morinaga Milk Industry Co., Ltd. es una de las principales empresas de productos lácteos de Japón. Morinaga inició una investigación sobre las bifidobacterias en los años sesenta, inspirada en el hecho de que las bifidobacterias son las bacterias predominantes que residen en los intestinos de los lactantes alimentados con leche materna. En 1969, Morinaga aisló su cepa principal Bifidobacterium longum BB536 de un bebé. Morinaga se destaca por su tecnología innovadora y ofrece diversos productos lácteos y otros ingredientes funcionales beneficiosos a clientes de todo el mundo.

ACERCA DE APC MICROBIOME IRELAND
APC Microbiome Ireland (APC; http://apc.ucc.ie) es un instituto de investigación líder mundial que se estableció en 2003 con la financiación de Science Foundation Ireland y en conjunto con socios clave de la industria. Representa una perfecta colaboración entre University College Cork y Teagasc (la Autoridad de Desarrollo de Alimentos y Agricultura de Irlanda). Es de amplio reconocimiento que la microbiota intestinal tiene un papel importante en la salud humana y se convirtió en una de las áreas más dinámicas, complejas y excitantes de investigación en el sector alimenticio y farmacéutico. En la última década, APC se estableció como uno de los centros globales líderes en investigación de microbiota intestinal. APC realizó varios descubrimientos sin precedentes y publicó más de 1700 artículos de investigación en revistas revisadas por pares, al generar muchas portadas de revistas y editoriales asociadas. APC cubre a más de 300 personas, desde los Investigadores principales científicos (cuerpo docente de APC) financiados por las Instituciones socias, el equipo gerencial y un grupo específico de científicos de investigación, asistentes de investigación y estudiantes de posgrado.

Referencias
1.	Turroni et al., Applied and environmental microbiology (2009)
2.	Francoise Gavini, Microb. Ecol. Health Dis (2001)
3.	Odamaki et al., Scientific Reports (2018)
4.	Encuesta nacional de salud y nutrición 2015
5.	Ventura et al., Appl. Environ. Microbiol (2007)
6.	Makino et al., Appl. Environ. Microbiol (2011)

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