La variación genética afecta a la composición de la leche materna y esta tiene impacto sobre el microbioma de los infantes, así concluye un estudio realizado por investigadores de la Universidad de Minnesota, La Universidad de California en San Diego, el Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Oklahoma y la Universidad de Chicago.
La leche materna es la principal fuente de alimentación de los recién nacidos durante el periodo de lactancia y desempeña un papel fundamental en su nutrición, a la vez que influye sobre el desarrollo del microbioma intestinal. Su composición es dinámica y varía en función de diversos factores, como la dieta de la madre o su estado de salud. Otro de los factores que puede influir en la variabilidad en la composición de la leche materna es la variabilidad genética. No obstante, hasta ahora, no se había determinado el rol de la genética en la composición de la leche materna
En su estudio, publicado recientemente en la revista Cell Genomics, el equipo de investigadores estadounidenses ha analizado cómo la variabilidad genética de cada persona influye en la composición de la leche materna. El trabajo ayuda a comprender mejor las implicaciones del genoma materno sobre la composición del microbioma y la salud de los neonatos.
“Nuestro objetivo era comprender mejor la biología básica que subyace a la variación en la leche humana y la lactancia, y cómo puede influir en el desarrollo normal del bebé”, explica la Dra. Kelsey Johnson, autora del estudio e investigadora en el Departamento de Genética, Biología Celular y Desarrollo de la Universidad de Minnesota.
La expresión genética, relacionada con la composición y volumen de la leche materna
Para definir mejor qué factores genéticos influyen en la composición de la leche materna, el equipo analizó el transcriptoma de células de muestras de leche de más de 310 madres lactantes participantes del estudio MILK (Mothers and Infants Linked for Healthy Growth study) y evaluó su relación con diferentes características de la leche, como el volumen o su composición.
El equipo encontró más de 1600 genes cuya expresión está relacionada con la concentración de glucosa en la leche y más de 1140 genes cuya expresión está relacionada con la concentración de insulina en la leche, entre otros. La expresión de otros cientos de regiones genómicas se asoció a características como el volumen de leche materna producido o la concentración de interleucina-6.
El equipo buscó, además, qué regiones genómicas influyen en la expresión de los genes descritos en esta primera parte del trabajo. Para ello, los autores analizaron el genoma de las células de 230 muestras alternativas de leche materna, en busca de loci específicos cuya variación pudiese influir en la expresión génica (eQTL). Los investigadores identificaron 2790 regiones genómicas cuya variación podría influir, en última instancia, en la composición de la leche materna, muchas de ellas relacionadas con vías moleculares de producción de caseínas, de síntesis de la lactosa, lipogénesis, regulación hormonal y asociadas al sistema inmunitario.
“Esto revela que cientos de los componentes de la leche materna están determinados por diferencias genéticas entre mujeres”, explica la Dra. Ellen W. Demerath, autora del estudio e investigadora en la División de Epidemiología y Salud Comunitaria de la Facultad de Salud Pública de la Universidad de Minnesota.
El genoma materno influye en la composición en oligosacáridos de la leche
En una segunda parte del trabajo, los autores estudiaron la relación entre el genoma materno y la concentración de oligosacáridos de la leche materna (HMOs, por sus siglas en inglés). Estas moléculas, que no pueden ser digeridas por el recién nacido, pueden influir en el crecimiento de ciertas poblaciones microbianas en el sistema digestivo del infante. Para ello, el equipo comparó los datos de la expresión génica de las 310 madres lactantes con datos de la composición en 19 HMOs diferentes de su leche.
El análisis identificó entre 8 y 1262 genes cuya expresión estaba relacionada con la secreción de cada uno de los 19 HMOs estudiados. De estos genes, 54 están asociados a la síntesis de glucosiltransferasas, lo que sugiere un rol esencial de ciertas glucosiltransferasas en la biosíntesis de HMOs en la glándula mamaria durante la lactancia.
Una visión más amplia de cómo el genoma materno influye en el microbioma de los infantes
Con el objetivo de definir mejor los efectos de la composición de la leche materna derivados de la variación genética sobre el microbioma de los recién nacidos, el equipo analizó muestras de heces de los 310 infantes del estudio MILK en dos momentos diferentes: 1 y 6 meses. Posteriormente, los autores compararon los resultados obtenidos de las muestras fecales con los datos de la expresión genómica de sus madres.
Tras el análisis, nueve conjuntos de genes maternos mostraron diferencias en la expresión que afectaban a la composición del microbioma fecal de los infantes. Por ejemplo, los genes de metabolismo de ácidos grasos en la leche se correlacionaron positivamente con la presencia de Bifidobacterium en el mes 1, mientras que la abundancia de Escherichia a los 6 meses estaba negativamente correlacionada con genes asociados a la inflamación mamaria.
Los resultados de este nuevo estudio confirman la influencia del genoma materno en la composición de la leche, a la vez que ponen en evidencia su relación con la composición del microbioma de los infantes durante los 6 primeros meses de vida. Estos hallazgos, sumados a anteriores estudios, ayudan a comprender mejor la influencia del genoma materno sobre la salud de sus infantes, a través de las diferencias en la composición de la leche materna.
“Nuestros resultados demuestran cómo una mejor comprensión de la genética y genómica de la leche materna puede conectar la biología de la lactancia con la salud de las madres y sus recién nacidos”, explica la Dra. Johnson.
Artículo científico:
Johnson KE, Heisel T, Allert M, Fürst A, Yerabandi N, Knights D, Jacobs KM, Lock EF, Bode L, Fields DA, Rudolph MC, Gale CA, Albert FW, Demerath EW, Blekhman R. Human milk variation is shaped by maternal genetics and impacts the infant gut microbiome. Cell Genom. 2024 Oct 9;4(10):100638. doi: 10.1016/j.xgen.2024.100638.
Fuente:
The role genes play in mother’s milk—and baby’s health, University of Minnesota.
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