Caracterización funcional de cepas de Bifidobacterium spp. aisladas del microbioma materno-infantil

Abstract

El establecimiento de la microbiota intestinal durante los primeros meses de vida constituye un proceso esencial para la salud a largo plazo, ya que interviene en la maduración inmunitaria, el metabolismo de nutrientes, la protección frente a microorganismos con potencial patógeno y el mantenimiento de la homeostasis intestinal. Dentro del microbioma intestinal temprano, Bifidobacterium spp. ocupa una posición relevante debido a su elevada presencia en lactantes sanos, su capacidad para utilizar oligosacáridos de la leche humana (HMOs, del inglés Human Milk Oligosaccharides) y su posible contribución a la reducción de la carga de genes de resistencia a antibióticos. En este contexto, el presente trabajo tuvo como objetivo la caracterización funcional de cepas de Bifidobacterium spp. aisladas del entorno materno-infantil, con el fin de evaluar su potencial probiótico y postbiótico. Para ello, se analizaron 14 cepas pertenecientes a cinco especies: B. bifidum, B. longum, B. infantis, B. pseudocatenulatum y B. breve, procedentes de muestras fecales y de leche materna de la cohorte MAMI. Se evaluó su capacidad de adhesión a mucina en diferentes condiciones fisiológicas, su perfil de utilización de fuentes de carbono mediante tiras API® 50 CHL y su crecimiento en medios suplementados con HMOs específicos, como 2’-fucosilactosa (2’FL), lacto-N-tetraosa (LNT) y 6’-sialilactosa (6’SL). Además, se determinó la concentración mínima inhibitoria frente a tetraciclina, se cuantificó la producción de ácidos grasos de cadena corta (SCFA, de inglés Short-Chain Fatty Acid) mediante cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC-MS) y se estudió la actividad antimicrobiana de los sobrenadantes libres de células frente a Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus y Listeria innocua. Finalmente, se analizó el efecto de estos sobrenadantes sobre la conjugación plasmídica como modelo de transferencia horizontal (HGT) de genes de resistencia a antibióticos (ARGs, del inglés Antibiotic Resistance Genes). Los resultados mostraron una marcada variabilidad funcional entre cepas, incluso dentro de una misma especie. Las cepas de B. bifidum destacaron por su adhesión a mucina en condiciones estáticas, mientras que algunas cepas de B. breve mostraron mayor adhesión cuando se mantuvieron metabólicamente activas. El análisis metabólico reveló un uso generalizado de sustratos como glucosa, galactosa, fructosa y LNT, mientras que el consumo de 2’FL fue limitado a determinadas cepas de B. infantis y la 6’SL no fue utilizada por las cepas estudiadas. La resistencia a tetraciclina también fue heterogénea, presentando resistencia al antibiótico en un rango desde 0,25 hasta 32 μg/mL. En cuanto a la producción de metabolitos, el ácido acético fue el principal SCFA detectado. Los sobrenadantes, especialmente los obtenidos en medio MRS, redujeron el crecimiento de bacterias potencialmente patógenas, un efecto asociado principalmente a la acidificación del medio, aunque no exclusivamente. Asimismo, estos sobrenadantes disminuyeron la frecuencia de conjugación bacteriana de forma dependiente de la concentración y del medio de cultivo. En conjunto, estos hallazgos refuerzan la relevancia de Bifidobacterium spp. como moduladores funcionales del microbioma infantil y destacan la importancia de evaluar propiedades específicas a nivel de cepa para su aplicación en estrategias probióticas y postbióticas.