Efecto de los factores bioactivos de leche materna TGF-β2, EGF y FGF21 sobre el desarrollo del sistema inmunitario de ratas nacidas a término y a pretérmino

Abstract

El sistema inmunitario no es totalmente funcional en el momento del nacimiento, sino que va desarrollando su capacidad defensiva frente a patógenos durante las primeras etapas de vida. Esta inmadurez en la respuesta inmunitaria innata y adaptativa es aún más acentuada en niños prematuros, y justifica su elevada susceptibilidad a padecer infecciones. En este contexto, la leche materna es la fuente de alimento más idónea para el recién nacido, ya que además de nutrientes contiene una gran variedad de factores bioactivos con propiedades inmunomoduladoras. Entre estos componentes se encuentran el factor de crecimiento transformante-β2 (TGF-β2), el factor de crecimiento epidérmico (EGF) y el factor de crecimiento de fibroblastos 21 (FGF21), el cual ha sido identificado en leche humana recientemente. Actualmente, se dispone de poca información sobre la influencia de dichos componentes bioactivos sobre el desarrollo del sistema inmunitario en edades tempranas. En este contexto, el objetivo general de esta tesis ha sido establecer el impacto de una suplementación dietética con TGF-β2, EGF y FGF21 en la maduración de la barrera intestinal, del sistema inmunitario intestinal y del sistema inmunitario sistémico en ratas lactantes nacidas a término y pretérmino. Para alcanzar la primera parte de este objetivo, se utilizaron ratas Wistar nacidas a término que fueron suplementadas diariamente con TGF-β2, EGF o FGF21 desde el día de nacimiento y durante todo el período de lactancia. En relación al sistema inmunitario intestinal, se observó que la suplementación con los tres factores bioactivos ensayados induce cambios en la producción de citocinas y en la composición de linfocitos -tanto del compartimento intestinal inductor como del efector- siendo más evidentes en el caso de EGF y FGF21. Además, EGF y FGF21 también incrementaron la expresión génica de moléculas de defensa innata y de maduración intestinal, respectivamente. En ningún caso, se observó potenciación temprana de la función epitelial de barrera asociada a los suplementos administrados. En el caso del sistema inmunitario sistémico, la suplementación con TGF-β2, EGF y FGF21 promovió el desarrollo de un patrón de inmunoglobulinas plasmáticas asociado a una respuesta de tipo Th2, la cual es predominante en estas primeras etapas de vida. Además, la suplementación con estos factores condujo a pequeñas modificaciones en la composición de linfocitos esplénicos y su capacidad para secretar citocinas, sin afectar su respuesta proliferativa. En una segunda fase del estudio, se determinó la influencia de la suplementación con EGF en ratas lactantes nacidas en condiciones de prematuridad. Se demostró que la suplementación diaria con EGF durante los primeros 17 días de vida es capaz de potenciar la respuesta inmunitaria innata -incrementando la proporción de linfocitos NK a nivel intestinal- y de contrarrestar parcialmente algunas de las alteraciones producidas por la prematuridad, como el desequilibrio en el patrón de inmunoglobulinas plasmáticas Th1/Th2, la permeabilidad intestinal, el tamaño de las células caliciformes y la expresión génica de algunas moléculas a nivel intestinal. Globalmente, la suplementación con TGF-β2, EGF y FGF21 durante la lactancia promueve el desarrollo del sistema inmunitario intestinal y sistémico en ratas lactantes nacidas a término. Además, en el caso de EGF se ha demostrado su influencia en la maduración de la función de barrera intestinal e inmunitaria en condiciones de prematuridad, lo cual podría reducir el riesgo de infección asociado a este tipo de parto.

The neonatal immune system is immature and prematurity magnifies this state, provoking severe deficiencies. In addition, breast milk have several bioactive compounds such as transforming growth factor-β2 (TGF-β2), epidermal growth factor (EGF) and fibroblast growth factor 21 (FGF21) that may have a key role promoting intestinal and immune maturation. In this line, the aim for this thesis was to evaluate whether the daily supplementation with TGF-β2, EGF and FGF21 was able to enhance the intestinal barrier maturation and to promote the development of the intestinal and systemic immune system in both term and preterm rats. For the first part, newborn Wistar rats were daily supplemented with TGF-β2, EGF and FGF21 during the suckling period. On the one hand, in the intestinal immune system, the three bioactive factors studied produced changes on the production of cytokines and lymphocyte composition being more evident for EGF and FGF21 supplementations. Moreover, EGF and FGF21 increased gene expression related with intestinal maturation. On the systemic immune system, these bioactive factors promoted a cytokine pattern related with a Th2 response that it is characteristic of the first days of life. Moreover, some changes on the spleen composition of lymphocytes subsets were observed without changes on proliferation response. On the second part of this thesis, we studied the effect of EGF supplementation in premature rats. Its daily supplementation during the first 17 days of life was able to enhance the innate immune response by increasing the proportion of NK cells at the intestinal site. Moreover, the supplementation was able to revert some of the deficiencies found in the prematurity status, such as the imbalance in the Th1 / Th2 plasma immunoglobulins pattern, intestinal permeability, Goblet cells size and gene expression of some molecules at the intestinal level. These results suggest that the supplementation with TGF-β2, EGF and FGF21 during breastfeeding promotes the development of the intestinal and systemic immune system in full-term suckling rats. In addition, EGF is involved in the maturation of the intestinal and immune barrier function in premature conditions, which could reduce the risk of infections associated with this type of delivery.