Un estudio en ratones revela que, al alterar significativamente el microbioma intestinal, la exposición a contaminantes orgánicos persistentes en las primeras etapas de la vida influye en el desarrollo de trastornos metabólicos

Según una nueva investigación liderada por la Universidad Estatal de Pensilvania, la exposición en las primeras etapas de la vida a «forever chemicals», sustancias químicas persistentes en el medio ambiente, altera de forma permanente el microbioma intestinal de los ratones, lo que contribuye al desarrollo de enfermedades metabólicas en etapas posteriores de la vida. Algo que también podría estar pasando con los seres humanos.

Los resultados, publicados en la revista Environmental Health Perspectives, sugieren que la exposición humana a estas sustancias químicas durante la primera infancia puede estar contribuyendo a la reciente epidemia de trastornos metabólicos, como la obesidad y la diabetes de tipo 2 entre los adultos.

Los investigadores se centraron específicamente en el 2,3,7,8-tetraclorodibenzofurano (TCDF), un contaminante orgánico persistente (COP) muy extendido que es un subproducto de la incineración de residuos, la producción de metales y la combustión de combustibles fósiles y madera. El TCDF se acumula en la cadena alimentaria, y los seres humanos están expuestos principalmente a través del consumo de alimentos ricos en grasas, como la carne, los productos lácteos y algunos pescados. Los bebés pueden estar expuestos a través del consumo de leche materna.

Andrew Patterson, catedrático John T. y Paige S. Smith de Toxicología Molecular y de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad Estatal de Pensilvania, afirma: «Los COP están omnipresentes en el medio ambiente y casi todos los organismos vivos han estado expuestos a ellos. Los efectos negativos para la salud de estas sustancias químicas están bien documentados e incluyen defectos congénitos y cáncer. Nuestro estudio es el primero en sugerir que la exposición en los primeros años de vida a un determinado COP, llamado TCDF, también altera el microbioma intestinal y se asocia con trastornos metabólicos en etapas posteriores de la vida».

Los peligros para la salud del TCDF

El equipo examinó los efectos del TCDF en dos grupos de ratones: un grupo de prueba, o los tratados con TCDF, y un grupo de control, o los que no recibieron tratamiento. El equipo alimentó a ratones de cuatro semanas con píldoras que contenían 0,46 microgramos (µg) de TCDF o con una píldora de control que no contenía TCDF durante cinco días. Aunque 0,46 µg es una cantidad superior a la que suele encontrarse en la dieta de los seres humanos, no es lo bastante alta como para causar una enfermedad tóxica.

«En nuestro estudio utilizamos una dosis que es relativamente alta en comparación con las exposiciones humanas típicas; sin embargo, podemos utilizar esta información para identificar nuevos puntos álgidos de toxicidad, incluso en el microbioma intestinal, y empezar a extrapolar lo que podría ocurrir con dosis aún más bajas. Por supuesto, también debemos tener en cuenta cómo las complejas mezclas de estos COP interactúan con nosotros y con nuestros compañeros microbianos, porque una sola exposición no imita perfectamente los escenarios de la vida real».

A continuación, los investigadores examinaron los microbiomas intestinales de los animales, junto con varios indicadores de su salud, como el peso corporal, la tolerancia a la glucosa y las cantidades de triglicéridos en el hígado y de mucosidad en las heces, entre otros marcadores de enfermedades metabólicas. Recogieron estos datos inmediatamente después del tratamiento de cinco días con TCDF, así como tres meses después de la última dosis. En humanos, estos puntos temporales son equivalentes a los de un lactante y un adulto joven.

«Descubrimos que la exposición temprana a la TCDF alteraba de forma permanente el microbioma intestinal de los ratones de tipo salvaje», afirma Yuan Tian, autor principal y profesor asociado de investigación de Penn State. «También descubrimos que estos ratones tenían mayor peso corporal e intolerancia a la glucosa a la edad de cuatro meses».

Para explorar más a fondo los efectos de la TCDF en el microbioma intestinal, los científicos administraron a ratones sin microbioma trasplantes del microbioma intestinal de los ratones con microbiomas alterados por la TCDF y midieron sus resultados de salud. Descubrieron que los ratones con los trasplantes desarrollaron trastornos metabólicos, lo que indica que el microbioma alterado es la causa de la enfermedad metabólica.

«Estos resultados sugieren que la exposición al TCDF en las primeras etapas de la vida puede ser la causa de las alteraciones en la función del microbioma intestinal y de los resultados de salud más adelante, incluso mucho después de que el TCDF haya sido eliminado del organismo», afirmó Tian.

Explicó que las alteraciones del microbioma intestinal se caracterizaban por una disminución de ciertas especies bacterianas, entre ellas Akkermansia muciniphila, una bacteria que también suele encontrarse en el microbioma intestinal humano. «Esto es importante porque la Akkermansia está reconocida como importante para la salud intestinal en general, pero ahora sabemos que puede verse afectada negativamente por el TCDF», dijo Tian.

Para investigar la importancia de Akkermansia muciniphila en los resultados de salud, el equipo experimentó con la administración de la bacteria como probiótico a ratones tratados con TCDF. El probiótico restableció el microbioma a su estado normal.

«Nuestros hallazgos sugieren que estas bacterias se ven influidas por la exposición tóxica y desempeñan un papel importante en la mediación de los resultados de salud», dijo Patterson. «Es posible que con más investigación algún día podamos restaurar el microbioma de una persona a su estado óptimo mediante la suplementación con pre y probióticos».