El microbioma de la glàndula mamària difereix en macaques segons si s’alimenten amb una dieta mediterrània o una d’occidental (Nutrició mediterrània, 40/2018)

Com en altres compartiments del cos, la glàndula mamària és colonitzada per un microbioma específic. Diferents grups de recerca s’han interessat particularment per la relació entre el microbioma de glàndula mamària i el càncer de mama, particularment pel fet que els nivells de Lactobacillus davallen en casos de tumor maligne respecte de tumors benignes. Això ha fet pensar que Lactobacillus podria ser en aquest microbioma un regulador negatiu del càncer de mama. És per això que el grup de Katherine L. Cook, del Departament de Biologia del Càncer de la Wake Forest School of Medicine, a Winston-Salem (Carolina del Nord) s’ha interrogat sobre com la dieta influeix en la composició del microbioma de la glàndula mamària. Ho ha investigat en un model de primats, el macaco menjacrancs (Macaca fascicularis), administrants a 40 femelles adultes bé una dieta occidental o bé una dieta mediterrània durant 31 mesos. El grup que rebia una dieta mediterrània tenia una major abundància de Lactobacillus en el microbioma de teixit mamari. Tambié hi detectaven uns nivells superiors de metabòlits d’àcids biliars i de compostos bioactius derivats de l’activitat bacteriana. En un article a la revista Cell Reports conclouen, doncs, que la dieta afecta la composició del microbioma de glàndula mamària, i que aquest podria ser un mecanisme alternatiu per a programes de prevenció del càncer de mama.

En un estudi al Wake Forest University Primate Center, Carol A. Shively et al. mostren que la dieta determina les poblacions microbianes de la glàndula mamària. El grup de macaques que van rebre una dieta mediterrània mostraven nivells més elevats de Lactobacillus, d’àcids biliars i de metabòlits bacterians, alhora que una disminució de metabòlits d’espècies reactives de l’oxigen

Un model de primat no-humà per a estudiar la modulació alimentària del microbioma de glàndula mamària

El disseny d’aquest experiment fou realitzat per Carol A. Shively, Thomas C. Register, Susan E. Appt i Thomas B. Clarkson. Els quatre són membres del Department of Pathology de la Section of Comparative Medicine de la Wake Forest School of Medicine, a Winston-Salem. Appt, a més, és membre del Comprehensive Cancer Center de la mateixa escola.

Els experiments els realitzaren. Beth Uberseder, Kenysha Y. J. Clear, Thomas C. Register i Adam S. Wilson. Uberseder és tècnica de laboratori al citat Departament de Patologia, mentre que Clear i Wilson ho són del Department of Surgery del mateix centre.

L’anàlisi metabolòmica del plasma fou realitzada per Janet A. Tooze, membre del Department of Biostatistical Sciences del mateix centre.

Els experiments post-mortem foren dissenyats per Katherine L. Cook, membre del Department of Surgery, del Comprehensive Cancer Center i del Department of Cancer Biology de la Wake Forest School of Medicine.

El finançament d’aquest estudi es va fer amb els projectes que Cook té amb el Chronic Disease Research Fund, l’American Cancer Society (RSG-16-204-01-NEC), la Susan G. Komen Foundation (CCR18547795) i la Prevent Cancer Foundation. També hi contribuí el projecte de Shively a la NIH (HL-087103).

La supervisió de l’estudi la feren Shively i Cook. La redacció de l’article la feren Shively, Register, Akibo Chiba (del Department of Surgery i del Comprehensive Cancer Center), Tooze i Cook. Fou tramès a Cell el 16 de febrer del 2018. Una versió revisada fou tramesa després el 23 de juliol, i el 24 d’agost l’article fou acceptat i publicat el 2 d’octubre.

El punt de partida és el coneixement que els patrons alimentaris mediterranis (consum de cereals integrals, llegums, fruits secs, verdures i fruits, peix i marisc, carn blanca i ous, i quantitats moderades d’aviram i de productes làctics, junt amb l’oli d’oliva com a principal font lipídica) s’associa amb un menor risc de patir càncer de mama (com mostrava l’estudi EpiGEICAM). D’altra banda, se sap que l’adherència a la dieta mediterrània modifica la microbiota intestinal. El que no és tan conegut és si la dieta pot també afectar microbiota extra-intestinals. Urbaniak et al. (2014) mostraren l’existència d’una microbiota en la glàndula mamària, utilitzant mostres procedents de lumpectomies i mastectomies. Hieken et al. (2016) proposaren que la disminució dels nivells de Lactobacillus en la microbiota del teixit mamari podia constituir un promotor de la malignitat de tumors.

Amb la voluntat d’investigar la capacitat dels patrons alimentaris per modificar la microbiota específica del teixit mamari, Shively et al. alimentaren durant 31 mesos dos grups de femelles de Macaca fascicularis bé amb una dieta occidental o amb una dieta mediterrània. L’anàlisi de teixits mamaris d’aquests animals demostrà que la dieta mediterrània s’associació amb una decuplicació de l’abundància de Lactobacillus en la microbiota i al consegüent alteració en els nivells de metabòlits associats a aquests bacteris.

S’adquiriren de SNBL USA SRC, d’Alice (Texas), quaranta femelles adultes de M. fascicularis, de 8,8 anys d’edat, i que no havien participat en cap recerca prèvia. Se les mantingué en gàbies individuals durant un mes, i després passaren a cubicles de 27 m3 on vivien en grups de quatre. Passaren en aquests grups durant uns 7 mesos, i després se les assignà aleatòriament, d’una manera equilibrada d’acord amb el pes corporal, l’índex de massa corporal, el nivell de cortisol i de colesterol-HDL, en dos grups:
– dieta occidental. Se la dissenyà d’acord amb el patró alimentari habitual de dones nord-americanes de 40-49 anys: fonts proteiques i lipídiques d’origen animal, nivells elevats de greixos saturats i de sodi, baixa en àcids grassos monoinsaturats i poliinsaturats n-3.
– dieta mediterrània. Se la dissenyà d’acord amb la patró alimentari mediterrània tradicional: fonts proteiques i lipídiques d’origen vegetal, amb proteïna de peix i làctia, i valors relativament elevats d’àcids grassos monoinsaturats. Cal remarcar que dues macaques no toleraren aquesta dieta i els van haver de donar de nou pinso estàndard, deixant-les fora de l’experiment.

Als 23 mesos de seguir aquesta dieta experimental, es va fer una extracció de sang, i se’n separà el plasma per a anàlisis.

Als 31 mesos es conclogué l’experiment. Les macaques eren sedades amb ketamina i anestesiades terminalment amb pentobarbital sòdic. S’extragueren teixits mamaris, que es conservaren bé per ultracongelació (-80ºC) o per inclusió en paraformaldehid (4%). En total, hi hagué 21 macaques en el grup de dieta occidental, i 17 en el grup de dieta mediterrània.

De les mostres de glàndula mamària s’extragué ADN, que fou tramès a Microbiome Insights, de Vancouver, perquè hi fessin una seqüenciació de l’ARNr 16S bacterià (regió V4), i la consegüent anàlisi i interpretació de dades microbiòmiques.

Unes altres alíquotes foren trameses a Metabolon, de Raleigh, perquè hi fessin una anàlisi metabolòmica, prèvia extracció, amb (RP)/UPLC-MS/MS.

El microbioma

De les 38 mostres analitzades per seqüenciació per a la regió V4 del gen 16 S, s’obtingueren un total de 92096 lectures d’alta qualitat. Això corresponia a 1470 unitats taxonòmiques operatives diferents. L’anàlisi se centrà en les unitats taxonòmiques amb més de 500 lectures. La comparació entre els dos grups alimentaris no assenyalava cap diferència ni en la càrrega bacteriana ni en el nivell de diversitat (índex alfa de Shannon). No obstant, sí que hi havia diferència en la composició taxonòmica de la microbiota entre els dos grups alimentaris.

La dieta modula el perfil taxonòmic de la microbiota mamària, particularment a nivell de família i de gènere. La dieta mediterrània afavoreix la presència de lactobacil·làcies, mentre que la dieta occidental promou les ruminococàcies i les lacnospiràcies.

Les mostres procedents de macaques que havien rebut una dieta mediterrània mostraven un augment de les poblacions de fusobacteris a nivell de divisió. A nivell de família, hi havia una disminució de les ruminococàcies i de les lacnospiràcies, i un augment de les lactobacil·làcies. L’abundàcia del gènere Lactobacillus creix deu vegades en el grup de dieta mediterrània. Per contra, en la dieta occidental creix l’abundància d’altres gèneres: Ruminococcus, diverses lacnospiràcies, Oscillospira i Coprococcus.

El metaboloma

Les dades metabolòmiques del teixit mamari assenyalaven que el grup que havien rebut una alimentació mediterrània mostrava nivells més elevats de diversos metabòlits d’àcids biliars: colat, glicocolat, taurocolat i quenodesoxicolat. És cert, però, que aquests metabòlits d’àcids biliars no mostraven diferències (desoxicolat, glicoquenodesoxicolat, glicodesoxicolat, taurodesoxicolat).

L’anàlisi del plasma, mostrava que les macaques amb dieta mediterrània tenien nivells més elevats de colat. Els altres metabòlits d’àcids biliars, però, no variaven.

Shively et al. també remarquen que en el teixit mamari, el grup amb dieta mediterrània mostrava uns nivells més elevats en tota una sèrie de metabòlits processats per bacteris: hipurat, p-cresol-glucurònic, 3-hidroxi-3-fenilpropionat, cinamoilglicina, 3-indoxil-sulfat, indol-propionat, indolin-2-ona i N-òxid de trimetilamina. Alguns d’aquests metabòlits deriven d’aminoàcids, però els nivells de fenilalanina, tirosina i triptòfan no eren diferents entre els dos grups.

En el plasma s’observaven que les macaques amb dieta mediterrània tenien nivells més elevats de p-cresol-glucurònid, 3-indoxil-sulfat, indol-propionat i N-òxid de trimetilamina. En canvi, els nivells de plasmàtics dels metabòlits derivats de fenilalanina (hipurat, 3-hidroxi-3-fenilpropionat i cinamoilglicina) eren iguals entre els dos grups, cosa que indica que l’efecte de la dieta mediterrània seria específic del teixit mamari.

En el teixit mamari de macaques amb dieta mediterrània es troben nivells més elevats de 14-HDoHE, S-metilcisteïna, sulfòxid de S-metilcisteïna, S-sulfat de cisteïna, sulfòxid de metionina, 5-metilribosa, glutatió reduït i glutatió oxidat. En el grup amb dieta occidental augmenten els nivells de 13-HODE, 9-HODE, 3-hidroxiestearat i de 12-HETE. En general aquestes dades indiquen que la dieta mediterrània redueix l’estrès oxidatiu en el teixit mamari. Això es corrobora amb el get que la ratio GSH:GSSG és més elevada en el teixit mamari de les macaques alimentades amb dieta mediterrània.

Com actua la dieta mediterrània sobre la microbiota mamària

El grup que va rebre la dieta mediterrània no va augmentar pràcticament de pes corporal durant els 31 mesos d’experiment. En canvi, el grup que va rebre la dieta occidental va patir un augment de pes corporal del 18% (passant d’uns 3 kg inicials a 3,7 kg).

La dieta occidental provocava, després de 31 mesos, un augment del colesterol plasmàtic total (de 131 mg/dL a 157 mg/dL) i del colesterol-HDL.

En tots dos grups es registrava una disminució del cortisol plasmàtic durant el període experimental, però aquesta disminució era més marcada en el grup de dieta mediterrània (de 42 μg/dL a 32).

Shively et al. remarquen que la dieta mediterrània produeixi una disminució en l’abundància de Ruminococcus en el teixit mamari, ja que és conegut que també disminueix com a conseqüència d’aquesta dieta en la microbiota intestinal. Nagpal et al. (2018) usaren aquest mateix experiment per avaluar diferències en el microbioma fecal. Si bé, és cert que hi ha evolucions paral·leles en el microbioma fecal i el mamari, en alguns casos hi ha divergències. Així, Oscillospira augmenta en el microbioma fecal de macaques alimentades amb dieta mediterrània, però disminueix en el microbioma mamari.

Shively et al. paren especial atenció a l’augment d’abundància de Lactobacillus en el teixit mamari de les macaques alimentades amb dieta mediterrània. Alguns assaigs en model de ratolí han mostrat que el consum oral de Lactobacillus exerceix un efecte immunomodulatori contra un tipus de tumor mamari (p. ex.Aragón et al., 2014). L’ús de Lactobacillus com a probiòtic és defensat pel fet d’augmentar la estimulació immune en òrgans de presentació d’antígens, com les plaques de Peyer. Jiménez et al. (2008) mostraren com l’administració oral de soques de Lactobacillus isolades de la llet podien constituir un tractament alternatiu de la mastitis infecciosa en dones lactants, i que el mecanisme implicava l’aparició de les soques administrades en la llet de les dones tractades.

Pel que fa a l’augment de certs metabòlits d’àcids biliars en el teixit mamari de les macaques alimentades amb una dieta mediterrània, recorden que la presència d’aquests metabòlits en les glàndules mamàries ja era coneguda. En teixit mamari s’ha identificat la presència del receptor de farnesoid X, una proteïna de membrana que reconeix alguns d’aquests metabòlits i que promou una resposta en forma d’apoptosi i d’expressió d’aromatasa. Així, una elevació dels nivells d’aquests metabòlits podria associar-se amb una disminució localitzada de la síntesi d’estrogen i d’un augment de l’apoptosi, dos processos que en principi redueixen el potencial neoplàsic en el teixit mamari. D’altra banda, se sap que Lactobacillus presenta una activitat hidrolasa sobre sals biliars que podria conduir a la producció d’alguns d’aquests metabòlits. Una de les funcions dels metabòlits d’àcids biliars en el teixit mamari és afavorir l’excreció d’estrògens.

Uns altres metabòlits que augmenten en el teixit mamari de les macaques alimentades amb una dieta mediterrània pertanyen al grup dels compostos fenòlics, ja sigui com a derivats de la tirosina (sufat de p-cresol) o de la fenilalanina (hipurat, cinamoilglicina, 3-hidroxi-3-fenilpropionat). Aquests augments podrien associar-se amb els components fenòlics i fitoquímics que apareixen en aliments de la dieta mediterrània. Aquestes alteracions metabòliques juntament amb les dades que indiquen una disminució de l’estrès oxidatiu, permeten a Shively et al. de connectar la dieta mediterrània amb la modulació de la resposta inflamatòria.

Per Shively et al. aquestes dades poden ajudar a dissenyar canvis en l’alimentació o suplementacions amb probiòtics que contribueixin a la prevenció del càncer de mama.

Lligams:

Consumption of Mediterranean versus Western Diet Leads to Distinct Mammary Gland Microbiome Populations. Carol A. Shively, Thomas C. Register, Susan E. Appt, Thomas B. Clarkson, Beth Uberseder, Kenysha Y.J. Clear, Adam S. Wilson, Akiko Chiba, Janet A. Tooze, Katherine L. Cook. Cell Rep. 25: 47-56.e3 (2018).

 

Arxivat a Ciència i Tecnologia

Podeu escriure el vostre comentari aquí:

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

Esteu comentant fent servir el compte WordPress.com. Log Out /  Canvia )

Google+ photo

Esteu comentant fent servir el compte Google+. Log Out /  Canvia )

Twitter picture

Esteu comentant fent servir el compte Twitter. Log Out /  Canvia )

Facebook photo

Esteu comentant fent servir el compte Facebook. Log Out /  Canvia )

S'està connectant a %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

%d bloggers like this: