Dieta, microbiota humana y salud

El ser humano es un sistema biológico complejo cuyos órganos y sistemas se hallan interconectados. Diversos factores externos como la alimentación, el uso de medicamentos o los factores ambientales y sociales, junto con las características intrínsecas de cada individuo, ejercen una gran influencia sobre dichos sistemas y, en último término, sobre la salud. La dieta es uno de los principales factores externos que condiciona la microbiota de nuestro tracto gastrointestinal. Las alteraciones en la composición y funcionalidad de la microbiota (disbiosis) se han relacionado en los últimos años con enfermedades intestinales, desórdenes metabólicos o trastornos inmunológicos, entre otras afecciones. Los hábitos dietéticos a largo plazo parecen condicionar la existencia de “enterotipos” o patrones de microbiota diferentes, en la población humana (Wu y col. Science 2011 334: 105). No obstante, variaciones en los patrones dietéticos a corto plazo, se asocian también con cambios importantes en la microbiota intestinal (Beilharz y col. Brain Behav Immun 2016 57: 304-313). Por tanto, la interacción alimentación-microbiota intestinal va a determinar efectos en el hospedador a distintos niveles (fisiológico, inmunológico, endocrino), lo que finalmente ejerce un impacto (positivo o negativo), sobre la salud (Power y cols 2014, “Intestinal microbiota, diet and health” in Br. J. Nutr. 111:387). En este contexto, el diseño de alimentos y estrategias nutricionales destinadas a mejorar la salud de diferentes colectivos humanos, debe tener en cuenta las características diferenciales de dichos colectivos en términos de la interacción alimentación-microbiota, y diseñarse específicamente.

Con esta idea central, desde hace más de una década hemos ido configurando un equipo multidisciplinar formalizado en el año 2014 como grupo de investigación “Microbiota humana, alimentación y salud” a través del proyecto GRUPIN-14-043 concedido por el Principado de Asturias. Esta ayuda, ha permitido el posicionamiento de este grupo como uno de los referentes a nivel nacional en este campo, reforzando así las interacciones entre las diferentes áreas científicas. La sinergia entre clínicos de diversos ámbitos y servicios del HUCA (Aparato Digestivo, Endocrinología y Nutrición, Neonatología) con personal investigador de la Universidad de Oviedo y con científicos del IPLA-CSIC, está permitiendo el fortalecimiento progresivo de una línea de investigación transversal orientada a la integración de datos antropométricos, metabólicos, fisiológicos, de estilo de vida, así como nutricionales y de composición y funcionalidad de la microbiota intestinal. Deseamos conocer y profundizar en la relación de todos estos factores en conjunto con la salud humana de la población general y de grupos humanos específicos (neonatos, ancianos, obesos, personas con enfermedad inflamatoria intestinal o trastornos digestivos funcionales) para: 1) identificar dianas de intervención nutricional, farmacológica o ambas en conjunto 2) proponer pautas de actuación y prevención. En este sentido, el reconocimiento como Grupo de Investigación Sanitaria adquiere gran relevancia, ya que consolidaría la interacción entre los distintos equipos participantes en este Grupo multidisciplinar y transversal, agilizando el contacto con los pacientes y la recogida de las muestras biológicas necesarias para los estudios.

Como ejemplo de dicha multidisciplinaridad podemos señalar que recientemente se ha comenzado un estudio de intervención para evaluar el efecto de un preparado probiótico sobre la función gastrointestinal y la microbiota intestinal de personas con dispepsia cuyos pacientes están siendo reclutados en el HUCA, la información nutricional y cuestionarios de calidad de vida son recogidos y analizados por la Universidad de Oviedo y las muestras biológicas se analizan en el IPLA-CSIC. Este estudio está financiado mediante dos contratos con la empresa BIOPOLIS en el marco de un proyecto CIEN financiado por el MINECO y en el participan investigadores del IPLA-CSIC, la Universidad de Oviedo y el Servicio de Aparato Digestivo del HUCA. El área de trabajo de la función gastrointestinal resulta de especial interés, dado el elevado número de personas que sufren trastornos funcionales del sistema digestivo, siendo éstos además más frecuentes en la edad avanzada. El efecto de la nutrición sobre el microbioma en personas con trastornos funcionales digestivos, los cuales tienen una prevalencia elevada y un sustrato biológico poco conocido actualmente, así como en trastornos como la enfermedad de Crohn o la colitis ulcerosa es un campo de investigación y de aplicación clínica futura con enormes posibilidades de desarrollo. Además, existe la intención de poner en marcha un proyecto en las próximas convocatorias que permita evaluar el impacto de la dieta y de determinados componentes resultantes de la forma de cocinado de los alimentos, con posible actividad carcinogénica (aminas heterocíclicas, nitrosaminas etc..) sobre la microbiota intestinal y algunos biomarcadores en heces para estudiar su relación con el riesgo de desarrollar cáncer de colon.

Por otro lado, el proyecto JPI EarlyMicroHealth coordinado a nivel europeo desde el IPLA-CSIC y en el que participan el Servicio de Pediatría (Neonatología) y la Universidad de Oviedo es una pieza clave para dar visibilidad y continuidad al estudio de la influencia de factores hospitalarios y maternos (incluyendo nutricionales) sobre la colonización microbiana intestinal del neonato y su repercusión a largo plazo sobre el estado de salud. Se ha iniciado la recogida de muestras biológicas y el reclutamiento de niños procedentes del Servicio de Pediatría del HUCA, en los que se analizarán un gran número de factores que pueden influir a largo plazo en el desarrollo del microbioma. A su vez, se está recogiendo información dietética de los niños reclutados para evaluar el impacto que la nutrición temprana puede tener sobre el microbioma. Esto permitirá el diseño de intervenciones dietéticas tempranas que ayuden a optimizar el estado de salud futura de este grupo poblacional.

En los próximos años, dada la disponibilidad actual del Banco de Leche materna en el HUCA, nos planteamos analizar las diferencias en la utilización de leche donada y pasteurizada sobre la microbiota del recién nacido en comparación con la leche fresca o congelada sin pasteurizar, a fin de tomar decisiones que permitan optimizar este servicio.

El binomio alimentos/microbiota influye también en la secreción de hormonas que controlan el apetito y la saciedad, teniendo un papel clave en el control de peso. Por este motivo, una de las líneas que se está iniciando se centra en la prevención de la obesidad y alteraciones metabólicas relacionadas y engloba a investigadores del IPLA-CSIC y la Universidad de Oviedo, así como clínicos del Servicio de Aparato Digestivo, participantes en esta solicitud, junto con la colaboración del Servicio de Endocrinología y Nutrición del HUCA. Dicha línea intenta trasladar a la práctica clínica los resultados obtenidos en modelos in vitro y en animales de experimentación. El objetivo final, es el diseño de dietas optimizadas con proporciones adecuadas de nutrientes específicos, que contribuyan a restablecer la actividad metabólica normal de la microbiota intestinal en individuos obesos, a fin de conseguir un efecto más duradero en el control de peso y la salud general que las dietas convencionales que se están aplicando.

Se aplicarán técnicas ómicas de alto poder de procesamiento (metagenómica, proteómica, y metabolómica) al análisis de muestras humanas (sangre, heces, orina) en las líneas en desarrollo y futuras, lo que contribuirá a comprender mejor cómo se integran los distintos factores que intervienen en los estados de salud y enfermedad.

Objetivo general: Identificar dianas de intervención nutricional, farmacológica o ambas en la microbiota intestinal en distintos colectivos y/o patologías para proponer pautas de actuación y prevención.

• Línea 1. Interacción microbiota-dieta en diferentes etapas de la vida
• Línea 2. Interacción microbiota-dieta en distintos estados fisiológicos
• Línea 3. Dieta y microbiota en los trastornos funcionales del aparato digestivo

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