¡Hola! Me llamo Deyan Yavorov Dayliev y en este post os intentaré contar un trabajo que acabamos de publicar en la revista Diabetología, sobre como la suplementación de probióticos y simbióticos mejora el perfil metabólico en enfermedades metabólicas. Este estudio se llevó a cabo conjuntamente entre la empresa Genbioma, propietaria de la cepa probiótica evaluada en este trabajo, dirigida por la Dra. Josune Ayo, y el Centro de Investigación en Nutrición (CIN) de la Universidad de Navarra, en colaboración entre el grupo de Nutrición de precisión, dirigido por el Dr. Fermín I. Milagro, y la línea de investigación de Compuestos Bioactivos, Prebióticos y Probióticos, liderada por la Dra. Paula Aranaz.

¿Qué es la microbiota intestinal?

La microbiota intestinal, también conocida como flora intestinal o microbioma, es como una pequeña comunidad de microorganismos que vive en tu intestino, encargados de modular muchas funciones fisiológicas, como el desarrollo de la inmunidad y la regulación de la inflamación. Está compuesta por una variedad de bacterias, virus, hongos y otros microorganismos. Puede sonar un poco extraño pensar en tener todo esto en tu cuerpo, ¡pero en realidad es muy importante para la salud!

¿Qué son los prebióticos, probióticos y simbióticos?

Estos microorganismos utilizan una serie de sustratos (utilizando un símil podríamos pensar en “sustrato” como la comida de las bacterias) para poder ejercer su función. En base a esto, a lo largo de los años, se han desarrollado diferentes estrategias para mejorar esta microbiota intestinal entre las que se encuentra la administración de los llamados bióticos. Existen tres tipos de bióticos: prebióticos, probióticos y simbióticos. Se denominan prebióticos los sustratos que utilizan las bacterias beneficiosas que ya tenemos en nuestro organismo. Por lo que la administración de prebióticos ayuda a las bacterias que ya tenemos. Coloquialmente a los prebióticos se les conoce con el nombre de fibra alimentaria. Los probióticos, en cambio, son los microorganismos vivos. presentes en determinados alimentos (como el yogur, el kéfir o los pepinillos) u otros suplementos. En este caso estamos aportando nuevas bacterias, que van a ayudar a las que ya tenemos. Por último, están los simbióticos que es la combinación de los dos anteriores. En los tres casos, los bióticos tienen que conferir un beneficio para la salud del hospedador.

¿Cuál fue el objetivo de nuestro trabajo?

En los último años, la modulación de la microbiota intestinal se ha convertido en una estrategia alternativa a los tratamientos convencionales, para tratar o prevenir el desarrollo de distintas enfermedades metabólicas, como la diabetes de tipo 2 y/o la obesidad. Datos anteriores de nuestro grupo demostraron que el probiótico Pediococcus acidilactici (pA1c®) era eficaz regulando el metabolismo de la glucosa. De ahí que el objetivos de este estudio fue evaluar si la combinación de pA1c® con otros prebióticos como los β-glucanos (BGC) de avena (formando un simbiótico), podría aumentar la eficacia de este probiótico en la regulación del metabolismo de la glucosa y los lípidos.

¿Cómo lo hicimos?

Evaluamos las propiedades antidiabéticas del simbiótico en dos modelos experimentales: Un gusano de aproximadamente un milímetro de longitud que es cultivado en placas microbiológicas, llamado Caenorhabditis elegans, con el que sorprendentemente compartimos más del 75% de nuestros genes, y posteriormente en ratones. En ambos casos lo primero que hicimos fue provocarles una hiperglucemia para intentar mimetizar la enfermedad de diabetes. En el caso del gusano, añadimos glucosa directamente en el medio en el que vive, y en el caso de los ratones, les suplementamos con dieta alta en grasa y fructosa (otro tipo de azúcar) durante unas seis semanas. Una vez que la hiperglucemia estaba presente en nuestros animales, les empezamos a dar el simbiótico (a los gusanos durante toda su vida adulta y a los ratones durante diez semanas) para ver si era capaz de revertir las alteraciones metabólicas producidas por la hiperglucemia provocada.

Una vez terminado el periodo de suplementación, en el gusano cuantificamos la capacidad contrarrestadora de la glucosa por parte del simbiótico, así como el impacto de la suplementación en procesos de acumulación de grasa, envejecimiento, esperanza de vida, comportamiento o estrés oxidativo. Además, gracias a la semejanza genética entre el gusano y nosotros, estudiamos las principales vías metabólicas afectadas por la diabetes, como la vía de la señalización de la insulina.

En el caso de los ratones, como en el caso de los gusanos, exploramos las diferentes vías metabólicas mediante expresión génica. Aparte, analizamos el impacto del simbiótico en los diferentes órganos (hígado, riñón y páncreas) y en los diferentes tejidos grasos. Por otro lado, extrajimos el suero de los animales suplementados y medimos diferentes marcadores y parámetros bioquímicos metabólicos, como la insulina, el colesterol y los triglicéridos. Por último, recogimos muestras de heces y analizamos la composición de la microbiota intestinal y los cambios producidos por la suplementación del simbiótico.

¿Cuáles fueron los hallazgos más relevantes?

En el caso del gusano, observamos que la suplementación con el simbiótico contrarrestó el efecto de la hiperglucemia modulando la vía de señalización insulina, a través de la inversión de la localización nuclear del gen daf-16 (gen homólogo al FOXO en humanos, que es el principal gen del metabolismo glucídico) producido por la glucosa. También observamos que el simbiótico era capaz de reducir la acumulación de grasa y el estrés oxidativo, además de retardar el envejecimiento y aumentar la esperanza de vida del gusano. Por si no fuera poco, en comparación con el probiótico solo, el simbiótico mejoraba todos los parámetros anteriores de forma significativa. ¡Fueron unos resultados excepcionales! No esperábamos que el efecto simbiótico fuera tan marcado, y mucho menos que mostrara una mejora tan evidente con respecto al probiótico solo. Por ello, decidimos continuar con la investigación y testar este simbiótico en un modelo experimental superior y más parecido al ser humano: los ratones.

En el caso de los ratones hiperglucémicos, pudimos observar que el simbiótico mejoró significativamente la tolerancia a la glucosa, sobreexpresando los genes que codifican los transportadores de glucosa por todo el organismo. Adicionalmente, observamos que los ratones que recibieron el simbiótico presentaron una menor insulina en ayunas, una menor proporción de adiposidad visceral y una mayor proporción de tejido muscular, junto con una mejora del tejido adiposo marrón en comparación a los animales que no recibieron suplemento y a los animales que solo recibieron el probiótico, y todo eso sin afectar al peso total del animal. ¡Unos resultados realmente prometedores! Además, vimos que el efecto de la hiperglucemia y la dieta alta en grasa sobre la esteatosis y el daño hepático se normalizó en los ratones que recibieron este simbiótico. Estos resultados, sin duda alguna corroboraron lo encontrado en el gusano y demostraron la efectividad del simbiótico contra enfermedades metabólicas, y la presencia de sinergia entre los diferentes componentes que lo conforman. Por si fuera poco todo lo anterior, la metagenómica (el estudio de la composición de la microbiota intestinal) demostró que el simbiótico aumentaba la abundancia de Pediococcus acidilactici dentro del intestino demostrando que el probiótico fue capaz de colonizar el colon de los animales y asentarse en su intestino en tan solo diez semanas de suplementación. Asimismo, la suplementación del simbiótico llevó al aumento en la abundancia de bacterias beneficiosas como Lactobacillus, Bifidobacterium y Akkermansia (seguramente os suenen porque son las más importantes y mundialmente conocidas, y su efecto está completamente demostrado y contrastado), y a la reducción de bacterias perjudiciales como Prevotella y Parasutterella entre otras, que están muy relacionada con la inflamación, la obesidad y niveles altos de glucosa.

Limitaciones y Conclusiones

Aunque los conocimientos sobre el uso de los bióticos contra la diabetes tipo 2 son todavía bastante limitados y existe una gran variedad entre los datos de los estudios, la ausencia de efectos secundarios y los prometedores resultados descritos en este trabajo de investigación deberían alentar la realización de nuevos estudios sobre la modulación de la microbiota intestinal por parte de los simbióticos para la prevención y el tratamiento de la diabetes. De igual forma, se necesitan estudios más profundos de la interacción entre el simbiótico suplementado y la microbiota del huésped para comprender los mecanismos biomoleculares por los que el simbiótico que contienen pA1c® ejerce su efecto paliativo contra la diabetes, y para descubrir si las mejoras observados a nivel fisiológico de los metabolismos glucídico y lipídico son una causa o una consecuencia de los cambios vistos en la microbiota intestinal. Aquí la pregunta del millón, ¿Qué fue antes, el huevo o a la gallina?

Teniendo todo lo anterior en cuenta, podemos afirmar que los resultados expuestos indicaron que la suplementación con simbióticos que contienen pA1c® mejora significativamente el metabolismo de los carbohidratos y de los lípidos del C. elegans y de los ratones. Por tanto, la combinación de pA1c® con otros ingredientes funcionales, como los BGC, podría considerarse un simbiótico natural potencial para la prevención y el tratamiento de la diabetes de tipo 2 y sus complicaciones, como el síndrome metabólico, la obesidad, la resistencia a la insulina o la inflamación crónica.