La leche materna ofrece una imagen del funcionamiento de la glándula mamaria y su relación con el crecimiento infantil

   MADRID, 9 Oct. –

   Un estudio dirigido por investigadores de la Facultad de Medicina Grossman de la Universidad de Nueva York (Estados Unidos) ha identificado patrones moleculares compartidos en la leche materna que vinculan la nutrición materna, la biología de la glándula mamaria y el crecimiento infantil.

   En el trabajo, que se publica en ‘Science’, los investigadores analizaron miles de mediciones moleculares de leche materna recolectada en tres poblaciones de madres geográficamente y nutricionalmente diversas. Identificaron patrones comunes en la composición de la leche asociados tanto con el estado nutricional materno como con el crecimiento infantil, y se preguntaron si estos patrones también podrían brindar información sobre el estado funcional de la glándula mamaria.

   El estudio examinó este estado, que involucra tres aspectos interconectados de la función de la glándula mamaria: síntesis y secreción de leche, barrera epitelial y remodelación tisular, y actividad inmunitaria y reparadora. La síntesis y secreción de leche describen cómo las células mamarias producen los componentes de la leche y los liberan en ella; las funciones de barrera y remodelación tisular regulan el paso entre el torrente sanguíneo y la leche, a la vez que remodelan el tejido productor de leche; y la actividad inmunitaria y reparadora ayuda a proteger la glándula y a restaurar el tejido después de un estrés o una lesión.

    Al relacionar los patrones moleculares de la leche con estos procesos biológicos, los investigadores no solo se preguntaron qué contiene la leche, sino también qué puede revelar su composición sobre la función de la glándula mamaria que la produce.

   «La leche materna nos brinda una oportunidad única y no invasiva para observar la biología de la glándula mamaria lactante», apunta Liat Shenhav, doctora, autora principal del estudio y profesora adjunta de la Facultad de Medicina Grossman de la Universidad de Nueva York, con nombramientos en el Instituto de Genética de Sistemas, el Departamento de Microbiología y el Departamento de Obstetricia y Ginecología. «Al analizar los patrones moleculares en diversas poblaciones, podemos comenzar a identificar características comunes de la función mamaria y comprender cómo el estado nutricional y metabólico materno se relaciona con la composición de la leche y el crecimiento infantil».

   A pesar de su papel fundamental, aún se desconoce en gran medida cómo el estado funcional de la glándula influye en la composición de la leche y cómo esa variación se relaciona con el crecimiento infantil. La leche materna contiene miles de nutrientes, metabolitos, proteínas, factores inmunitarios y otras moléculas, pero la investigación a menudo ha examinado estos componentes de forma aislada, en lugar de considerarlos como un sistema biológico integrado.

   En 1.543 muestras de leche materna procedentes de tres cohortes de Canadá, Pakistán y Burkina Faso, los investigadores combinaron múltiples capas moleculares, incluidos metabolitos, proteínas, micronutrientes (por ejemplo, vitaminas), macronutrientes (por ejemplo, carbohidratos) y oligosacáridos de la leche materna, con datos de crecimiento y enfoques computacionales, incluido el aprendizaje automático, una forma de inteligencia artificial.

   En dos ensayos nutricionales aleatorios, la suplementación materna promovió la recuperación o la estabilidad en lactantes con mayor riesgo de retraso en el crecimiento. Los análisis multiómicos, que integran información de diversos tipos de moléculas, como proteínas y metabolitos, para ofrecer una visión completa de un sistema biológico, también revelaron un patrón común en la composición de la leche asociado tanto a la suplementación materna como al crecimiento infantil.

   Posteriormente, los investigadores examinaron qué moléculas contribuían de forma más consistente a estos patrones compartidos de nutrición y crecimiento. Su análisis identificó siete biomarcadores candidatos vinculados al estado nutricional materno, el crecimiento infantil y los programas biológicos relacionados con la función de la glándula mamaria. En conjunto, estos marcadores reflejaban aspectos de la biología mamaria que van más allá de las medidas establecidas de permeabilidad de la barrera hemato-láctea.

   Cuatro de los marcadores (C2, C3, C4 y C5 eran acilcarnitinas de cadena corta, moléculas que ayudan a las células a procesar nutrientes para obtener energía. Los tres restantes eran lisina, un aminoácido; 6′ sialilactosa, un oligosacárido de la leche humana; y selenio, un mineral. En conjunto, los siete biomarcadores reflejaban aspectos complementarios de la biología mamaria, como la síntesis de leche, la remodelación tisular y la actividad de la respuesta inmunitaria.

   Las acilcarnitinas de cadena corta mostraron las conexiones más fuertes entre los dominios funcionales mamarios, destacando la C5 como una señal particularmente prominente. Niveles más altos de C5 se asociaron con una menor síntesis de leche y con patrones biológicos relacionados con la remodelación tisular y la actividad inmunitaria.

   Dado que el C5 se reveló como una señal metabólica clave, los investigadores examinaron factores nutricionales que podrían explicar la variación en los niveles de acilcarnitina. El metabolismo de la acilcarnitina depende de la coenzima A (CoA), una molécula fundamental en el metabolismo energético y lipídico, sintetizada a partir del ácido pantoténico o vitamina B5. Basándose en asociaciones observadas en diferentes cohortes y en la biología metabólica establecida, los investigadores proponen que la baja disponibilidad de vitamina B5 podría limitar el metabolismo dependiente de la CoA y contribuir a la alteración de los perfiles de acilcarnitina, incluyendo la acumulación de C5.

   Dado que la leche materna puede recolectarse repetidamente, ofrece una forma no invasiva de estudiar la biología de la glándula mamaria a lo largo del tiempo. Considerar la leche como una ventana a la biología de la glándula mamaria también sitúa la lactancia dentro de un continuo más amplio de la fisiología materna que comienza durante el embarazo. Durante la gestación, la glándula mamaria experimenta una extensa diferenciación hormonal, remodelación tisular e inmunitaria y programación metabólica, mientras que su principal fenotipo funcional (la lactancia) se hace evidente solo después del parto.

   En este sentido, la glándula mamaria puede considerarse una interfaz materno-infantil posnatal: un órgano programado durante el embarazo que posteriormente conecta la biología y la nutrición maternas con el desarrollo del feto. Al igual que la placenta durante el embarazo, constituye una interfaz crucial entre la madre y el hijo; sin embargo, la leche materna ofrece una forma de estudiar dicha interfaz de manera repetida y no invasiva después del parto.

   Partiendo de esta base, el Laboratorio Shenhav está desarrollando un marco computacional y experimental integrado para evaluar posibles cuellos de botella nutricionales que puedan limitar el metabolismo mamario y la producción de leche, incluyendo la vía de la vitamina B5-coenzima A-C5. El laboratorio también estudia el calostro y la leche de transición para comprender cómo surgen los estados funcionales mamarios durante la transición del embarazo a la lactancia madura, y si los cambios moleculares tempranos en la leche reflejan el surgimiento de la función metabólica, de barrera y secretora mamaria.

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