Analizamos cómo la composición bacteriana podría influir en el desarrollo del espectro autista y su impacto en la salud infantil

La microbiota y sus metabolitos desempeñan un papel fundamental en el mantenimiento de la salud y en el equilibrio del sistema inmunológico, así como en la producción de vitaminas y la metabolización de nutrientes.

En el artículo anterior observamos la importancia del eje microbioma-intestino-sistema inmune-cerebro y como errores de comunicación entre estos sistemas podrían impactar de forma negativa en la salud gastrointestinal y/o mental. Los autores del estudio, del que hablamos en el artículo anterior, llegaron a la conclusión de que en casos de trastorno del espectro autista (TEA) era necesario estudiar y abordar tanto la salud mental como la salud gastrointestinal, viendo una posible nueva vía terapéutica en la modulación de la microbiota intestinal. 

¿Existen diferencias en la composición de la microbiota entre niños con trastorno del espectro autista (TEA) y niños neurotípicos?

Sabemos que el microbioma intestinal es único en cada individuo y que está compuesto por una infinidad de microorganismos (bacterias, parásitos, virus y arqueas) y sus metabolitos, pero también sabemos que es modulable.

La variabilidad microbiana y como consecuencia sus metabolitos, se pueden ver afectados por muchos factores, entre ellos la genética, la edad, el sexo, los hábitos culturales, la alimentación, el estilo de vida, los medicamentos y la exposición a patógenos, entre otros. Entonces trabajando sobre algunos de estos factores podremos realizar cambios importantes en el microbioma intestinal.

Los metabolitos producidos por la microbiota intestinal tienen diferentes efectos en la salud y el bienestar humano. Algunos de los metabolitos más importantes son:

1. Ácidos grasos de cadena corta (AGCC): acetato, propionato y butirato, son productos de fermentación bacteriana de carbohidratos no digeribles en el colon, con efectos beneficiosos en el organismo (sirven como fuente de energía para las células epiteliales intestinales, mantienen la integridad de la barrera intestinal, regulan la inflamación y ejercen efectos antiinflamatorios y antitumorales).
2. Aminoácidos y vitaminas: algunas bacterias intestinales pueden sintetizar aminoácidos y vitaminas que no producimos o que no podemos obtenerlas en cantidades suficientes solo con la dieta. 
3. Metabolitos bioactivos: neurotransmisores que afectan al estado de ánimo y el comportamiento, como el ácido gamma-aminobutírico (GABA) y la serotonina; otros relacionados con el metabolismo de los lípidos y carbohidratos, que afectan al peso y al metabolismo energético; y algunos que regulan la inflamación y el sistema inmunológico.
4. Productos de fermentación: gases (dióxido de carbono, hidrógeno y metano), compuestos volátiles (ácido acético y ácido láctico), con diferentes efectos en la salud intestinal y el confort gastrointestinal.

En resumen, las bacterias intestinales producen una amplia gama de metabolitos que pueden influir en la salud y el bienestar. Estos metabolitos participan en el mantenimiento de la integridad de la barrera intestinal, en la regulación del sistema inmunológico y en el metabolismo energético. Conocer y entender el funcionamiento de estos metabolismos bacterianos y cómo afectan será necesario para comprender la relación entre la microbiota intestinal y la salud humana.

¿Se puede identificar un patrón microbiano característico en niños con trastorno del espectro autista (TEA) mediante análisis avanzados de secuenciación de ADN y metabolitos bacterianos?

Existen patrones microbianos que dependen de ciertas variables y algunos de estos se pueden asociar con trastornos y enfermedades conocidas (trastornos gastrointestinales, enfermedades metabólicas, trastornos autoinmunes y trastornos neuropsiquiátricos). En este punto, es lógico plantearse si existe un patrón microbiano determinado para trastornos del espectro autista (TEA).

Para conocer si realmente existe una diferencia generalizada entre el microbioma de niños TEA y el de niños neurotípicos se han realizado infinidad de estudios. Algunos se han centrado en la observación y comparación de la microbiota en niños con trastornos del neurodesarrollo y niños neurotípicos utilizando técnicas avanzadas de secuenciación de ADN para analizar la composición y la diversidad microbiana en las muestras de heces, otros se centraron en el estudio de los metabolitos producidos por esa microbiota y alguno incluyó muestras de la microbiota materna. Las técnicas de secuenciación utilizadas permitieron identificar y cuantificar los microorganismos presentes en el intestino con un alto grado de precisión.

En algunos de estos estudios se añadieron cuestionarios estandarizados para evaluar los síntomas gastrointestinales y neurológicos de los participantes.

Como ejemplo, veamos los resultados obtenidos en algunos de estos estudios:

1. Estudio de Finegold y colaboradores (2010): Encontraron diferencias significativas entre ambas microbiotas, observaron un aumento en la proporción de bacterias clostridiales y una disminución en la abundancia de bifidobacterias en niños TEA en comparación con niños neurotípicos.
2. Estudio de Williams y colaboradores (2011): En este estudio se examinó la microbiota intestinal de niños con TEA y niños neurotípicos utilizando técnicas de secuenciación de ADN y encontraron diferencias en la diversidad y la composición de la microbiota, con una menor diversidad microbiana en los niños con TEA.
3. Estudio de Tomova y colaboradores (2015): En este estudio se examinó la microbiota intestinal en niños con TEA y niños neurotípicos y también las microbiotas de sus madres. Encontraron diferencias en la composición de la microbiota entre los niños con TEA y los niños neurotípicos, y una asociación entre la composición de la microbiota de los niños y sus madres.
4. Estudio de Strati y colaboradores (2017): Se analizó la composición de la microbiota intestinal en niños con TEA y niños típicos mediante secuenciación de ADN y encontraron diferencias significativas en la abundancia de ciertas especies bacterianas, así como una asociación entre la gravedad de los síntomas del TEA y la composición de la microbiota.

En una revisión más actual, diciembre de 2023, realizada por la Division of Molecular Microbiology, Burnett School of Biomedical Sciences, College of Medicine, University of Central Florida, denominada: ‘The Role of Short-Chain Fatty Acids and Altered Microbiota Composition in Autism Spectrum Disorder: A Comprehensive Literature Review’, se analizaron un total de 22 estudios (incluyendo los nombrados anteriormente), el primero del 2004 y el último del 2023 y con todo ello no se pudo concluir que existiera un perfil exacto característico en los pacientes con TEA, sin embargo, si se encontraron ciertos patrones.

La explicación a estos resultados pudo atribuirse a la diversidad de los pacientes, ya que el TEA tiene una gama bastante amplia de síntomas, comorbilidades y factores que participan en su desarrollo tanto genéticos como ambientales; que los tamaños de las muestras eran reducidos; y que la variabilidad del microbioma depende de muchos otros factores, como pueden ser de origen geográfico, las diferentes dietas, la edad, el estilo de vida o incluso el uso de antibióticos entre otros muchos.

• Diferencias en la composición bacteriana: Se observaron cambios específicos entre los niños con TEA, con una proporción alterada de ciertos filos, aumentados los Bacteroidetes y disminuidos los Firmicutes. Algunos géneros también se encontraban reducidos, por ejemplo, Bifidobacterium, Firmicutes, Prevotella o Streptococuos y sin embargo, otros estaban aumentados, como Clostridium, Bacteroides, Ruminococcus o Desulfovibrio. Los Bacteroides están relacionados con la producción de propionato y el Desulfovibrio con la producción de propionato, lipopolisacáridos (LPS) y sulfuro de hidrogeno, todos ellos con posibilidad de producir efectos tóxicos.

• Disminución de la diversidad microbiana: Menor diversidad microbiana (menor variedad de especies) en niños con TEA, que podría estar asociada con una disminución en la resiliencia del microbioma, esto podría influir en un intestino más susceptible a la colonización de patógenos o a desequilibrios de la microbiota, que podrían participar de los síntomas del TEA.
• Factores que influyen en la microbiota en TEA: Posibles factores que contribuyen a una microbiota alterada en niños con TEA, como puede ser la dieta, el uso de antibióticos, la exposición ambiental a toxinas y la genética. También podrían influir en la composición y la función de la microbiota intestinal el estrés y la ansiedad, común en personas con TEA.
• Relación entre microbiota y síntomas del TEA: Parece que, podrían encontrarse asociaciones entre la presencia de ciertas especies bacterianas asociadas a la gravedad de los síntomas gastrointestinales, problemas de conducta o dificultades de comunicación en individuos con TEA.
• Otros posibles mecanismos: La inflamación intestinal, la producción de metabolitos microbianos, la función inmunológica y la comunicación microbiota-cerebro podrían también influir en el desarrollo y la expresión de los síntomas del TEA. Se ha observado que los niveles de algunos metabolitos producidos por ciertas bacterias de la microbiota tienden a estar aumentados de forma disfuncional en los individuos con TEA, en particular el ácido propiónico. Este exceso podría relacionarse con síntomas tanto gastrointestinales como neurológicos.

Conclusión

Todos estos hallazgos sugieren que existe una asociación entre la composición de la microbiota intestinal y sus metabolitos con el desarrollo y la expresión del TEA y que además la composición de la microbiota de niños TEA difiere de la de niños neurotípicos.

Una regulación del microbioma podría contribuir a la mejora de los síntomas del TEA. La investigación en este campo necesita muchos más estudios para comprender totalmente la relación entre el microbioma intestinal, el TEA y su relevancia clínica.

Artículo redactado por la Colaboradora de Enevia Health: Loles Marco 

Graduada en Nutrición Humana y Dietética.

lolesmarcobermudo@gmail.com

Bibliografía:

1. Lagod, Piotr P, and Saleh A Naser. “The Role of Short-Chain Fatty Acids and Altered Microbiota Composition in Autism Spectrum Disorder: A Comprehensive Literature Review.” International journal of molecular sciences vol. 24, 17432. 13 Dec. 2023, doi: 10.3390/ijms242417432
2. del Campo-Moreno, Rosa, et al. «Microbiota en la salud humana: técnicas de caracterización y transferencia.» Enfermedades infecciosas y microbiología clínica 36.4 241-245, 2018, doi: 10.1016/j.eimc.2017.02.007

Para aprender más sobre este temas, te dejamos el enlace al artículo anterior y a nuestra web

La Influencia de la microbioma y salud de la mucosa intestinal en el TEA