Resumen
La nutrición tiene amplios impactos en todos los procesos fisiológicos. Sin embargo, aún se desconoce en gran medida cómo la nutrición afecta el sistema inmune en los humanos. Aquí, Enlace,et.al.,(Nature Medicine 30, 560–572 ,2024) ,exploraron el impacto de una intervención dietética tanto en la inmunidad como en la microbiota mediante la realización de un análisis post hoc de un ensayo clínico en el que cada uno de los 20 participantes consumió secuencialmente dietas veganas o cetogénicas durante 2 semanas . Utilizando un enfoque multiómico que incluye conjuntos de datos de citometría de flujo multidimensional, transcriptómica, proteómica, metabolómica y metagenómica, evaluaron el impacto de cada dieta y cambio dietético en la inmunidad del huésped y la microbiota. Los datos revelaron que, en general, una dieta cetogénica se asoció con una importante regulación positiva de las vías y un enriquecimiento de las células asociadas con el sistema inmunológico adaptativo. Por el contrario, una dieta vegana tuvo un impacto significativo en el sistema inmunológico innato, incluida la regulación positiva de las vías asociadas con la inmunidad antiviral. Ambas dietas impactaron significativa y diferencialmente el microbioma y el metabolismo de los aminoácidos asociados al huésped, con una fuerte regulación negativa de la mayoría de las vías microbianas después de una dieta cetogénica en comparación con la dieta base y vegana. A pesar de la diversidad de participantes, también se observó una red estrechamente conectada entre conjuntos de datos impulsados por compuestos asociados con aminoácidos, lípidos y el sistema inmunológico. En conjunto, este trabajo demuestra que en diversos participantes, 2 semanas de intervención dietética controlada son suficientes para impactar de manera significativa y divergente la inmunidad del huésped, lo que podría tener implicaciones para las intervenciones nutricionales de precisión.
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La nutrición afecta a todos los procesos fisiológicos, incluidos los que regulan nuestro sistema inmunológico. El vínculo entre la nutrición y la inmunidad del huésped representa una oportunidad importante para desarrollar intervenciones nutricionales terapéuticas en el contexto de diversas enfermedades, como el cáncer o los trastornos inflamatorios crónicos. En apoyo de un vínculo entre la dieta y la enfermedad, una dieta vegana o vegetariana baja en grasas se ha asociado previamente con una disminución de la inflamación, un menor riesgo de enfermedades cardiovasculares y una reducción de la mortalidad general. Por otro lado, las dietas ricas en grasas y muy bajas en carbohidratos (comúnmente denominadas dietas cetogénicas) se han asociado con una reducción de los síntomas en tipos definidos de epilepsia y una reducción de la neuroinflamación. Sin embargo, a pesar del potencial preventivo y terapéutico de las intervenciones nutricionales, aún se desconoce en gran medida cómo la nutrición afecta la inmunidad humana.
La nutrición puede afectar la fisiología del huésped a través de la cantidad y calidad de los combustibles, pero también a través de la microbiota. La microbiota posee la capacidad de reconfigurar y alterar su función de maneras que se cree que promueven la resiliencia del huésped. Como tal, la nutrición desempeña un papel dominante en la configuración de la composición y función del microbioma. Si bien la conexión entre la microbiota y la nutrición está claramente establecida en modelos experimentales, la forma en que una pareja simbiótica influye en la inmunidad humana sigue en gran medida inexplorada.
Además de la escasez de datos relacionados con el impacto de la intervención nutricional en el sistema inmunológico humano, estudios anteriores han explorado las respuestas a una sola dieta a la vez. Teniendo en cuenta las respuestas muy variables de los individuos a las intervenciones nutricionales y el elevado número de dietas consumidas, abordar cómo responden los individuos a diferentes dietas sigue siendo una importante línea de investigación. En el futuro, a falta de intervenciones clínicas diseñadas rigurosamente, aprovechar la nutrición para moldear la salud humana seguirá siendo un desafío constante.
Enlace,et.al.,(Nature Medicine 30, 560–572 ,2024), exploraron el impacto de las intervenciones dietéticas tanto en la inmunidad como en la microbiota en un entorno clínico altamente controlado, en el que cada participante consumía secuencialmente dietas distintas durante 2 semanas en orden aleatorio. Hasta donde sabemos, este estudio representa el primer estudio multiómico que investiga el impacto de las dietas cetogénicas y veganas en los humanos. En conjunto, los resultados demuestran una sorprendente remodelación de la inmunidad del huésped y el microbioma y descubrieron un impacto divergente de la dieta cetogénica versus la vegana. Los conocimientos derivados de este trabajo pueden tener el potencial de mejorar nuestra comprensión de las opciones terapéuticas basadas en la dieta para la prevención y el tratamiento de enfermedades.
Descubrir los principios mediante los cuales la nutrición regula la inmunidad en los seres humanos podría mejorar en gran medida nuestra capacidad para diseñar intervenciones nutricionales personalizadas que prevengan y traten enfermedades. Enlace y colegas presentan el primer estudio, hasta donde sabemos, que explora el impacto de una intervención dietética cruzada y altamente controlada sobre la inmunidad, el metabolismo y el microbioma humanos. De particular importancia es la observación de que, a pesar de la diversidad de participantes, el complejo conjunto de datos que cuantifica proteínas, enzimas microbianas y metabolitos reveló vías altamente convergentes e interconectadas. Sin embargo, este estudio incluyó sólo un pequeño número de participantes. En este momento no está claro cómo se generalizan estos resultados a una población fronteriza. Se necesitan estudios más amplios para abordar esta cuestión de manera suficiente. En conjunto, este trabajo reveló un impacto más amplio de la dieta cetogénica en los datos del proteoma, el metaboloma y el microbioma, mientras que ambas dietas tuvieron un impacto significativo en la inmunidad del huésped . En esta etapa aún no está claro por qué la dieta cetogénica condujo a cambios más generalizados en la inmunidad, el metabolismo y el microbioma del huésped que la dieta vegana. Una posibilidad es que la dieta cetogénica diera como resultado una mayor utilización de grasas y cetonas como fuente de energía primaria y menos carbohidratos, que eran el combustible principal durante las dietas básica y vegana.
Este estudio reveló que una intervención dietética de dos semanas puede imponer un cambio sorprendente en la inmunidad del huésped, reemplazando la genética, la edad, el sexo, la etnia, e incluso el índice de masa corporal. Es de destacar que este estudio no incluyó un período de lavado entre dietas. Curiosamente, el orden en el que se consumieron las dietas no afectó los resultados, lo que demuestra que 2 semanas de dieta son suficientes para reconfigurar la inmunidad del huésped, el microbioma, así como los perfiles proteómicos y metabolómicos del huésped. Sin embargo, se debe investigar más a fondo el lapso de tiempo necesario para impactar al huésped, así como la duración del impacto. Si bien los hallazgos resaltan el importante papel de la dieta en el rápido recableado de la inmunidad del huésped, una limitación importante del presente estudio es que la exploración de la firma inmune se limitó a la sangre. Queda por abordar si el impacto de una dieta cetogénica o vegana observado en la sangre periférica refleja cambios en la inmunidad de los tejidos linfoides y si todos los tejidos responden de manera convergente a cada dieta. No obstante, este trabajo descubre que, al menos en el compartimento sanguíneo, una dieta cetogénica aumenta las características relacionadas con la inmunidad adaptativa. Estos hallazgos están alineados con el papel previamente informado de la dieta cetogénica en el aumento de las respuestas de las células T γδ en ratones. Por otro lado, observamos una regulación positiva de la inmunidad innata no informada anteriormente después de una dieta vegana. Los hallazgos también destacan una importante regulación positiva de la eritropoiesis y el metabolismo del hemo después de una dieta vegana. El hemo es importante en la regulación de la transcripción y la síntesis de proteínas durante la eritropoiesis y, además del transporte de oxígeno, los eritrocitos son importantes moduladores de la inmunidad innata. De acuerdo con esta observación, la ingesta total de hierro en la dieta, otro componente importante de la eritropoiesis, fue significativamente mayor en la dieta vegana que en la dieta cetogénica. El hierro dietético se presenta en dos formas diferentes: hierro hemo (que se encuentra principalmente en la carne y productos animales) y hierro no hemo (que se encuentra en productos vegetales y animales). Se diferencian en su biodisponibilidad y tasa de absorción. Se absorbe alrededor de 30% del hierro unido al grupo hemo, mientras que sólo se absorbe entre el 1 y el 10% del hierro no unido al grupo hemo. Actualmente no está claro si las diferentes fuentes de hierro tienen diferentes impactos en el sistema inmunológico y el metabolismo del huésped y cómo lo hacen, pero sería una variable importante a investigar en estudios futuros.
Una variable importante a considerar al evaluar el impacto de la dieta sobre la inmunidad del huésped es la ingesta calórica relativa. Un estudio anterior que utilizó la misma cohorte demostró que el consumo ad libitum de una dieta vegana se asociaba con una reducción significativa de la ingesta calórica en comparación con una dieta cetogénica. Trabajos anteriores de en el laboratorio de los autores y de otros demostraron que la reducción calórica se asociaba con cambios significativos en la inmunidad del huésped y, en particular, con un aumento de la función de los monocitos en humanos. Por lo tanto, en este momento no está claro si el aumento de la inmunidad innata después de una dieta vegana fue el resultado de una diferencia cualitativa versus cuantitativa (o ambas) en la nutrición y requeriría más investigación.
La dieta es el regulador más importante del microbioma del huésped y, en consonancia con esto, se descubrió que la dieta cetogénica tenía un efecto pronunciado en la composición y función del microbioma. Trabajos anteriores en humanos mostraron cambios en la composición del microbioma, que se reprodujeron en este estudio, incluido un aumento de bacterias tolerantes a la bilis durante la dieta cetogénica, así como una disminución de Firmicutes. No se observaron diferencias importantes entre las dietas base y vegana, a pesar de un gran aumento en la ingesta de fibra durante la dieta vegana. Sin embargo, es importante resaltar que el muestreo de los participantes se limitó a la materia fecal y que los cambios en las comunidades microbianas y/o la función enzimática pueden verse enriquecidos en sitios no muy representados en nuestras muestras, como aquellos vinculados al epitelio o a los pequeños lámina propia del intestino. Para obtener una comprensión más profunda del impacto de la dieta en el microbioma, se necesitaría una muestra más completa del microbioma. No obstante, nuestros hallazgos revelan que la mayoría de las enzimas microbianas se regularon a la baja después de una dieta cetogénica, lo que llevó a una regulación a la baja significativa de las vías asociadas con el metabolismo y la biosíntesis de los aminoácidos. Por el contrario, los datos metabolómicos revelan que la dieta cetogénica tuvo un fuerte impacto en el perfil metabolómico en el plasma de todos los participantes, con una regulación positiva de los BCAA y otras vías de aminoácidos. Dado que la dieta cetogénica está enriquecida en aminoácidos, esta observación resalta la compensación de función entre la microbiota y su huésped. Es de destacar que las vías del metabolismo de la alanina, el aspartato y la glutamina aumentaron después de una dieta vegana, tanto en el microbioma como en los conjuntos de datos de metabolómica . Sería necesaria más investigación para comprender la regulación exacta y el equilibrio en el metabolismo de los aminoácidos tanto en el huésped como en el microbioma.
La nutrición impacta profundamente todos los aspectos de nuestra fisiología. Por lo tanto, es muy urgente seguir construyendo una comprensión rigurosa del impacto de la dieta en la inmunidad y la inflamación humanas. Aunque son muy preliminares en esta etapa, estos hallazgos indican diferencias en la activación de vías asociadas con el cáncer después de dietas veganas y cetogénicas. Hasta la fecha, no existen estudios que investiguen el impacto de la dieta vegana sobre el cáncer u otras enfermedades. Sin embargo, estudios de casos anteriores propusieron posibles propiedades anticancerígenas de una dieta cetogénica . Por lo tanto, queda mucho por hacer para comprender los mecanismos de acción y la posible relevancia del consumo de dietas definidas para estados patológicos específicos. Creemos que los hallazgos actuales resaltan aún más el gran potencial de las intervenciones dietéticas altamente controladas para comprender mejor la fisiología integrativa, mejorar la salud humana y mitigar las enfermedades.