¿Puede un microbioma intestinal sano ayudar a prevenir el retraso del crecimiento infantil?

9 de Septiembre de 2025

¿Puede un microbioma intestinal sano ayudar a prevenir el retraso del crecimiento infantil?

Investigadores del Instituto Salk descubren que la renovación del microbioma intestinal en los niños está relacionada con malos resultados de crecimiento, lo que apunta a diagnósticos basados ​​en el microbioma para la desnutrición.

9 de Septiembre de 2025

LA JOLLA — La desnutrición es responsable de más de la mitad de las muertes de niños menores de cinco años en todo el mundo. Quienes sobreviven pueden sufrir consecuencias de por vida, como retrasos cognitivos y del desarrollo, bajo rendimiento académico, inestabilidad económica y consecuencias negativas para la salud materna. Este enorme problema de salud pública exige soluciones. Los estudios más recientes indican que el microbioma intestinal (las diversas bacterias, virus y otros microbios que viven en nuestros intestinos) es un excelente punto de partida.

Investigadores del Instituto Salk buscaron vínculos entre la desnutrición (un tipo de malnutrición), la salud del microbioma y el crecimiento infantil en un grupo de niños pequeños de Malawi, un país africano con una incidencia especialmente alta de retraso del crecimiento infantil (35%). Recolectaron muestras fecales de ocho niños a lo largo de casi un año para identificar patrones microbianos asociados con el crecimiento infantil. El estudio reveló que los niños cuyos genomas microbianos intestinales experimentaron cambios más frecuentes con el tiempo tendían a presentar un crecimiento más lento, lo que sugiere que la estabilidad del microbioma podría ser un indicador importante de una buena salud intestinal.

Los investigadores también utilizaron este nuevo conjunto de datos para establecer el primer catálogo del genoma microbiano de la desnutrición pediátrica. Este recurso contiene los perfiles genéticos completos de 986 microbios —denominados colectivamente "pangenoma"— presentes en las muestras fecales. Este será un recurso crucial para la salud pública en la predicción, la prevención y el tratamiento de la desnutrición. El equipo también estableció un novedoso flujo de trabajo para crear este catálogo, que ahorra tiempo y dinero a los investigadores, a la vez que preserva la precisión de los datos. Su método podría utilizarse para generar recursos genómicos para otras afecciones, monitorizar los microbiomas ambientales y agrícolas, rastrear la biodiversidad y facilitar la investigación metagenómica en zonas remotas.

Los hallazgos, realizados en colaboración con colegas de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis y la Universidad de California en San Diego, se publicaron en Celular en septiembre 9, 2025.

“A pesar de una década de investigación que vincula el microbioma con la desnutrición, los factores genéticos y biológicos han seguido siendo un misterio debido a la falta de resolución sobre los microbios en el intestino”, dice el coautor principal correspondiente. Todd Michael, profesor de investigación en Salk. «Mediante el uso de secuenciación genómica de vanguardia y enfoques pangenómicos en un diseño longitudinal, pudimos identificar cambios microbianos específicos relacionados con el crecimiento deficiente, lo que abre la puerta a nuevos diagnósticos o terapias que podrían ayudar a abordar una crisis que afecta a más de 150 millones de niños en todo el mundo».

Lo que sabemos sobre el vínculo entre la desnutrición y el microbioma

Uno de los primeros estudios que estableció un vínculo causal entre la microbioma, dieta y desnutrición severa Se publicó en 2013. Investigadores trasplantaron microbiota de niños con desnutrición severa a ratones, los alimentaron con dietas similares a las de Malawi y observaron cómo perdían peso como sus contrapartes humanas. Este resultado estableció una relación directa entre la salud del microbioma y la desnutrición. Uno de los autores de ese artículo, Mark Manary, profesor de pediatría en WashU Medicine, es coautor correspondiente del nuevo estudio de Salk.

En este último estudio, los investigadores de Salk se centraron en la desnutrición, un tipo de malnutrición que resulta de una absorción deficiente de nutrientes debido a la incapacidad de procesarlos eficazmente o a una dieta deficiente en nutrientes. Una métrica ampliamente utilizada para la desnutrición son las puntuaciones de longitud para la edad (LAZ), que comparan la estatura de los niños con las expectativas derivadas de la población para su edad y sexo.

Un nivel bajo de LAZ indica un crecimiento insuficiente para la edad del niño, y un nivel bajo de LAZ constante o que empeora con el tiempo suele asociarse con inflamación intestinal crónica o disfunción intestinal ambiental. Los científicos han descubierto que la inflamación intestinal crónica puede ser consecuencia de microbios disfuncionales que afectan la capacidad del cuerpo para procesar y absorber nutrientes.

Entre la evidencia de que la salud del microbioma y la malnutrición impactan directamente entre sí, y la investigación que apunta a los microbios disfuncionales como una de las causas del empeoramiento de la desnutrición, el equipo de Salk tenía dos nuevos objetivos: 1) crear una biblioteca integral que dé cuenta de la gran variedad de microbiota intestinal presente en niños con empeoramiento y mejora de LAZ, y 2) evaluar si el contenido genético de las bacterias es predictivo o está asociado con la desnutrición.

Establecimiento de una nueva biblioteca de microbiomas

Los genetistas reconstruyen genomas mediante dos tipos de tecnologías: la secuenciación de lectura corta y la secuenciación de lectura larga. La secuenciación de lectura corta fragmenta el ADN en muchos fragmentos pequeños de entre 50 y 300 pares de bases, mientras que la secuenciación de lectura larga lo fragmenta en menos fragmentos, pero más grandes, de entre 5,000 y 4,000,000 de pares de bases. Una vez fragmentado, el genoma puede reensamblarse como si se estuviera armando un rompecabezas. Un rompecabezas de lectura larga, como se puede imaginar, es mucho más fácil de reensamblar, como completar un rompecabezas de 10 piezas que uno de 1,000.

Un microbioma intestinal puede contener cientos de especies o cepas, como una sola caja de rompecabezas con muchos rompecabezas más pequeños en su interior. Usar la secuenciación de lectura larga significa abrir esa caja y encontrar 200 rompecabezas de 10 piezas, en lugar de 200 de 1,000 piezas. El equipo de Salk armó rompecabezas de lectura larga a partir de muestras fecales de ocho niños pequeños con un espectro de mejora y empeoramiento de sus puntuaciones LAZ.

“El muestreo y la medición longitudinal, cinco veces durante 11 meses, permitieron una evaluación única de los cambios en el microbioma y el crecimiento, tanto intrainfantil como interinfantil, a lo largo del tiempo”, afirmó el coautor principal Kevin Stephenson, profesor adjunto de Medicina de WashU. “Estos datos pueden ofrecer información que de otro modo quedaría oculta en los análisis transversales simples”.

Con la secuenciación de lectura larga, el equipo recopiló genomas de microbiota 50 veces más completos de lo que hubiera sido posible con la secuenciación de lectura corta.

“Esto no habría sido posible con la tecnología de lectura corta”, afirma el primer autor Jeremiah Minich, investigador postdoctoral en el laboratorio de Michael. “Encontramos el flujo de trabajo de lectura larga más eficiente, preciso y rentable, lo aplicamos para analizar entre 10 y 20 veces más muestras humanas que cualquier otro análisis anterior, y obtuvimos un recurso genómico crucial para la desnutrición”.

El recurso genómico final contiene 986 genomas microbianos completos, docenas de los cuales son completamente nuevos. Con esta biblioteca integral establecida, el siguiente paso fue encontrar patrones de microbiota específicos de la desnutrición.

Lo que encontró el equipo

Los investigadores utilizaron novedosas herramientas de comparación de pangenomas, desarrolladas parcialmente en el laboratorio de Michael, para explorar rápidamente su nueva biblioteca de 986 microbiotas. Sorprendentemente, dentro de un género determinado (un nivel de clasificación por encima de la especie), encontraron diferencias genéticas en los genomas bacterianos entre niños con mejoría y empeoramiento del crecimiento en cuatro géneros.Bifidobacteria, Megasphaera, Faecalibacterium, y Prevotella).

Pero más interesante que estas bacterias específicas fue una observación sobre la diversidad del genoma bacteriano a lo largo del tiempo.

“Nuestro análisis mostró que los niños con mejoría en el crecimiento presentaban pangenomas microbianos estables dentro de la especie, mientras que aquellos con retraso en el crecimiento presentaban pangenomas microbianos inestables”, afirma Manary. “Podría ser posible evaluar la salud intestinal y recopilar datos cruciales de salud pública midiendo la diversidad genética del microbioma intestinal”.

¿Qué sigue para la investigación del microbioma de la desnutrición?

El estudio logra cuatro logros increíbles en tecnología de laboratorio y salud pública. Primero, el equipo recopiló entre 10 y 20 veces más muestras clínicas humanas que cualquier estudio previo de campo. Segundo, compilaron la primera biblioteca microbiana longitudinal de desnutrición pediátrica, que contiene 986 genomas completos de la microbiota. Tercero, identificaron bacterias y genes específicos entre especies vinculadas a la desnutrición y descubrieron que la inestabilidad del genoma microbiano a lo largo del tiempo se asociaba con un crecimiento infantil deficiente. Finalmente, optimizaron un flujo de trabajo de secuenciación de lectura larga que ahora puede aplicarse en diversas disciplinas científicas.

“Al aplicarlos en laboratorios moleculares remotos de campo, los enfoques de secuenciación genómica y pangenómicos que desarrollamos pueden brindar información en tiempo real no solo sobre la vigilancia de pandemias, la resistencia a los antibióticos y las enfermedades infecciosas, sino también sobre la productividad agrícola, el monitoreo ambiental y la conservación de la biodiversidad”, afirma Michael. “Es un avance tecnológico poderoso que amplía el alcance de la genómica y establece un nuevo estándar para la investigación científica en este campo”.

Otros autores incluyen a Nicholas Allsing, Nolan Hartwick, Allen Mamerto y Tiffany Duong de Salk; M. Omar Din, Caitriona Brennan, Lauren Hansen y Rob Knight de UC San Diego; Michael Tisza y Daniel McDonald de Baylor College of Medicine; Kenneth Maleta de Kamuzu University of Health Sciences en Malawi; Justin Shaffer de California State University; y Emilly Murray de Salk and Scripps Institution of Oceanography.

El trabajo fue apoyado por la Fundación NOMIS, el Fondo Tang Genomics, la Fundación Nacional de Ciencias y la Agencia de Estados Unidos para el Desarrollo Internacional.

DOI: 10.1016 / j.cell.2025.08.020