Microbioma en Neonatos

Dr. Luis Delpiano M. Unidad Infectología Pediátrica, HC – SBA

Comité Consultivo Infecciones Neonatales SOCHINF

Santiago, agosto 2015

Agenda

•  Definiciones •  Generalidades microbioma intestinal •  Microbioma del Neonato y sus variaciones •  Intervenciones •  Conclusiones

Sin conflictos de interés

Tenemos millones de bacterias por centímetro cuadrado corporal

•  Cientos de especies solo en la piel

•  Existen mas bacterias en intestino, que células humanas en todo el cuerpo

•  Actividad metabólica equivalente al hígado

Introducción

•  Somos un soma acompañados de una multitud de bacterias.

•  En número, superan largamente nuestras células somáticas y germinales.

•  3% masa corporal total; genes microbiota: humanos 100:1 •  Reciente gran importancia a naturaleza y complejidad de

estos microorganismos. •  Impacto de dos grandes proyectos 2007: Human Microbiome Project (HMP) y Metagenómica de

Tracto Intestinal Humano (metaHIT), que impulsaron el término y estudios posteriores.

Annu. Rev. Med. 2013. 64:145–63 – Nature Review 2013:13:790-801

Inicio •  Flora microbiana o comensal

Actual • Microbiota o Microbioma

Definición

•  “Conjunto de organismos (comunidades microbianas y sus genes) que se localizan de manera habitual en distintos sitios corporales (cutánea, ocular, vaginal, respiratoria, GI, etc.)

Definición

Annu. Rev. Med. 2013. 64:145–63 – Nature Review 2013:13:790-801

Bacterias

Hongos

“Microbios” del microbioma humano

•  Descripción de asociación con algunas enfermedades infecciosas y no infecciosas, y relación con resistencia de algunos patógenos.

•  Contribuye además a funciones fisiológicas del huésped, relación biológica ! simbiosis

•  Perturbaciones pueden causar disbiosis o disbacteriosis ! patología.

Impacto

Annu. Rev. Med. 2013. 64:145–63 – Nature Review 2013:13:790-801

Annu. Rev. Med. 2013. 64:145–63

Variación individual microbiota intestinal

Annu. Rev. Med. 2013. 64:145–63

Investigación del Proyecto de Microbioma Humana, comenzó a identificar y mapear tipo y cantidad de bacterias en distintas locaciones corporales.

La microbioma de una persona es diferente a otras en especies y cantidad.

Microbioma saludable

Microbioma Intestinal

•  Postulado rol central en enfermedad o salud. •  Mecanismos de funcionamiento global, aún en

estudio, igual es considerado un “órgano metabólico”. •  Colectivamente, presenta actividad metabólica

equivalente a órgano virtual, dentro de otro órgano. •  Presentes en mucosa epitelial: desarrollo inmunitario

y estado nutricional. •  Mayoría de estudios hechos en muestras fecales (no

in situ). •  Actualmente, también se agrega importancia a flora

viral como reservorio heterogeneidad genética. Annu. Rev. Med. 2013. 64:145–63 – Nature Review 2013:13:790-801

Relacionado a la vía de nacimiento

Relacionado al tipo de alimentación y velocidad

de tránsito

Relacionado a otros factores ambientales

Microbioma Intestinal

•  Bacterias anaerobias, superan en número a aeróbicas y anaeróbicas facultativas (100 a 1.000 veces mayor ).

•  500 a 1.000 especies distintas, muchas son parte de las bacterias conocidas.

•  UFC: Estómago 101 por gramo de contenido; duodeno 103,; yeyuno 104, ; íleon 107; colon hasta 1012(ufc).

•  Son el 50% masa fecal = trillones de bacterias. •  Más frecuente Firmicutes y Bacteriodetes (90%),

también Actinobacteria y Proteobacteria. •  Un 80% aún no es identificado

Microbioma Intestinal

Annu. Rev. Med. 2013. 64:145–63

•  Microbioma primera línea defensa de patógenos entéricos. •  Inhibición directa de crecimiento patógeno. •  Depleción de nutrientes por microbioma •  Inducción de respuesta inmune innata y adaptativa.

Microbioma Intestinal

Annu. Rev. Med. 2013. 64:145–63

Nuestras interacciones

Fármacos, Quimioterapia

Modificamos microbiomas (intestinal) y/o alteramos su metabolismo: “DAÑO COLATERAL”

Antimicrobianos

Muerte de bacterias “infecciosas” pero con alteración de la microbioma. “ DAÑO COLATERAL”: problemas digestivos, o sistémicos o nueva infección (es).

•  Alteración de la microbiota resulta evento crucial •  Pacientes con ATB son FR para C difficile con

generación de toxinas. •  Para ERV, la alteración de la microbiota

(traslocación), con reducción de los BGN y anaerobios es factor clave.

•  Cambios en susceptibilidad a ATB en enterobacterias Gram (-), han sido facilitados por el uso de antimicrobianos con cambio en la microbiota

Nature Review 2013:13:790-801

En el Recién nacido:

•  En el feto ya existe contacto bacteriano inicial en cavidad uterina y colonización se refuerza desde su paso por el canal vaginal y el contacto con la flora fecal materna durante el parto.

•  Otras fuentes de bacterias para la formación de microbioma del tubo digestivo del RN son la piel materna y el medio ambiente que lo rodea, que puede transmitirle “patógenos” de diverso tipo desde los primeros días de vida.

•  El proceso de colonización, sigue una secuencia en que diferentes superfamilias de bacterias se suceden en el tiempo con la participación adicional de la leche materna.

Rev Chil Nutr 2013;3:283-9

En el Recién nacido: •  En maduración del sistema inmune, microbioma constituye uno de los

primeros estímulos inmunógenicos que el RN enfrenta, a cargo de receptores de las células del sistema inmunitario inespecífico: células dendríticas (CD) y macrófagos, que reconocen patrones moleculares expresados por las bacterias, virus y hongos que componen el microbioma.

•  Los toll like receptor (TLR) están encargados del reconocimiento, activando señales bioquímicas en CD y macrófagos que conducen a la tolerancia inmunitaria: ausencia de respuesta inmune frente a microorganismos comensales.

•  La magnitud y calidad de esta respuesta depende del tipo de microorganismo, concentración y microambiente.

Science. 2011;6052:105-8. Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition. 2011;53:512-9.

Colonización

•  Al nacer, se inicia la colonización intest inal primando microorganismos anaerobios facultativos, como: enterobacterias y lactobacilos, seguidos por o t r o s a n a e r o b i o s n o f a c u l t a t i v o s , c o m o b i f i d o b a c t e r i u m , bacteroides y clostridium.

•  El intestino delgado es rico en enzimas monosacaridasas y disacaridasas, esenciales para el desarrollo de proteobacteria y lactobacilos.

•  E n i n t e s t i n o g r u e s o predominan mucinas y fibras dietéticas no digeribles. Como consecuencia, los bacteroides y clostridiums son las bacterias más abundantes de esta región.

Am J Clin Nutr. 2010;92(5):1023-30.

Estrategias de competencia

•  El control directo de patógenos se establece por comensalismo del microbioma “normal”, regulando la expresión de factores de virulencia y efectuando competencia por carbohidratos.

•  La acidificación ambiental por Bifidobacterias , controla el crecimiento de E coli, mecanismo demostrado como reductor de la incidencia de NEC.

Nature 2011;469:543-7

Inmunomodulación (señales inmunes)

•  Colonización intestinal neonatal inicial, modula respuesta de TLR-4.

•  Algunos como Bifidobacterium bifidum, generan respuesta pro inflamatoria Th17 (protección de mucosa frente a infección).

•  Polisacárido A, factor simbiótico producido por Bacteroides fragilis, activa TLR-2 favoreciendo tolerancia en microbioma habitual

El RN Pre Término en UCIN

•  Pierde microbioma “saludable”, secundario a: " Ruptura precoz de membranas " Parto Cesárea " Antimicrobianos maternos " Antimicrobianos en RN " Lactancia materna incompleta (parcial o total) " Otros fármacos en UCIN " Variaciones pH y oxigenación

Determinantes: • Exposición microbiana prenatal: L. Amniótico y otros. • Vía del parto. En meconio a 2°día de vida: PV: E coli, Streptococcus spp, bifidobacteria Cesárea: Staphylococcus spp, Streptococcus spp, C difficile, Klebsiella, y enterobacterias. • Alimentación: calidad, cantidad y frecuencia Con LM : a 1° semana 60-70% bifidobacteria Con fórmula: predominan Enterobacterias, Enterococcus • Exposición a antimicrobianos • Ambiente inmediato: hogar v/s hospital

•  En el RNT, nacido parto vaginal, su microbioma tiene rol relevante en metabolismo e inmunidad.

•  Prematurez, altera el microbioma por factores “iatrogénicos”, ocurre disbiosis (predominio de Proteobacteria y Firmicutes), rol relevante en sepsis tardía y NEC.

Disbiosis

•  Alteración en la adquisición o retardo en la adquisición de la microbioma normal.

•  Existe persistencia perfil activación TH2 •  Reducción de la respuesta inflamatoria •  Perdida de la función de barrera intestinal •  Deficiencia en síntesis IgA •  Alteración en la tolerancia alimentaria oral •  Patologías locales - sistémicas

Establishment and development of intestinal microbiota in preterm neonates.

•  Estudio microbioma en 21 RNPreT (media:32s) y 20 RNT.

•  En prematuros, predominio anaerobios facultativos: Enterobacterias, Enterococaceas y L a c t o b a c i l l u s , y e s c a s o s a n a e r o b i o s : Bifidobacterium, Bacteroidetes y Atopobium.

•  Se concluye que por reducción anaerobios: existe retardo en madurez inmune intestinal en RNPreT.

Microbiol Ecol 2012;79:763-72

Enterocolitis

•  Análisis de microbioma en RN Pre T, usando secuenciación génica (RNA ribosomal 16S).

•  Seguimiento de primeros 3 meses de vida en 27 prematuros (12 hombres) y 13 RNT (7 hombres)

•  RNT: P vaginal, EG media 39 sem, egreso 3° día y LME.

•  RNPreT: 7 por P vaginal, EG media 29 sem, alimentación mixta, No hubo NEC.

•  Muestras fecales: 24 a 48hrs, 10, 30 y 90 días.

•  Uso de ATB en embarazo •  Aumento de Cesáreas y RN prematuros •  Disminución lactancia materna y + fórmulas •  Menor tamaño familiar •  Aumento higiene corporal, cosméticos •  Agua clorada •  Vacunas •  Uso , mal uso y abuso de antimicrobianos •  Consumo de otros fármacos •  Cambio en perfil de alimentación •  Contaminantes de los alimentos •  Sedentarismo •  Estrés de la vida moderna

Microbioma de antes …..ya no es la misma de nuestros ancestros

Pérdida de nuestros microorganismos ancestrales

Intervenciones Terapéuticas

•  Intervención que favorezca microbioma favorece salud (lactancia materna!).

•  Aumento de ATB post natal: favorece NEC. Pediatrics 2009;123:58-66

•  ATB oral, parece reducir ese riesgo. Cochrane Database Syst Rev 2007;CD000405

•  Probióticos pueden reducir riesgo NEC (Charla Dra. Sandoval)

•  Lactoferrina parece reducir sepsis tardía y NEC JAMA 2009;302:1421-8

Cochrane Database Syst Rev 2010;5:CD007137

Egresado de la UCIN

•  Algunos postulados en relación a cambios en microbioma:

# Alergias, en particular alimentarias. # Enfermedad inflamatoria intestinal. # Pobre respuesta a vacunas orales. # Enfermedades metabólicas. # Trastornos del aprendizaje.

Conclusiones

•  Microbioma es un complejo ecosistema y componente individual relacionado con la inmunidad y “metabolismo”.

•  La alteración del microbioma en RN de UCIN es una realidad que afecta en lo inmediato al menos incidencia de sepsis tardía, NEC.

•  Mejores estrategias actuales: Uso racional ATB, Lactancia materna, parto vaginal.

•  Considerar probióticos (con la mejor evidencia) •  Administración de bacteriófagos?... En pañales

“Yo… soy yo y mis circunstancias” Ortega y Gasset

“Yo… soy yo y mis bacterias” Un microbiomico

Gracias por atención!!!!

Comité Consultivo Infecciones Neonatales