Prebióticos (Ciruela Pasa) y Función Inmunológica en Mujeres Posmenopáusicas

Cada año en Estados Unidos, aproximadamente 2 millones de mujeres (~6.000 mujeres cada día) alcanzan la etapa crítica del envejecimiento reproductivo femenino conocida como menopausia. La menopausia se caracteriza por el cese permanente de la menstruación y la pérdida de la actividad folicular ovárica provocada por el descenso del 17β-estradiol (es decir, la deficiencia de estrógenos). Entre las mujeres estadounidenses, la edad media de la menopausia es de 51 años [1]. Basándose en una esperanza de vida actual de 80,5 años, las mujeres en este país pueden esperar pasar hasta un tercio de su vida en esta etapa posmenopáusica.

El impacto de la disminución del 17β-estradiol en la función de las células inmunitarias, especialmente algunas poblaciones de células T, se ha convertido en el foco de mucha investigación sobre la salud de la mujer. Es ampliamente aceptado que después de la menopausia las mujeres exhiben un aumento significativo en su riesgo de enfermedades crónicas, incluyendo cánceres ginecológicos y de mama, enfermedades autoinmunes, enfermedades cardiovasculares y osteoporosis. En términos de salud ósea, que es el foco del trabajo de nuestro laboratorio, las mujeres posmenopáusicas tienen 4 veces más probabilidades de sufrir fracturas en comparación con las mujeres premenopáusicas (edad 20-50 años). Además, 1 de cada 3 mujeres mayores de 50 años experimentará una fractura osteoporótica. La disminución del 17β-estradiol que ocurre con la menopausia va acompañada de cambios inmunológicos en las células T efectoras de diferenciación de grupos (CD)4+, más notablemente un aumento en las células T colaboradoras que expresan la citocina proinflamatoria, interleucina (IL)-17 (es decir, células Th17) en relación con las células T reguladoras (Treg) inmunosupresoras. Las células Th17 son promotores altamente potentes de la osteoclastogénesis y aceleran la resorción ósea que ocurre en la deficiencia de estrógenos. Por el contrario, el papel osteoprotector de las Treg, que se informa que disminuyen o permanecen sin cambios con la menopausia, es menos claro en humanos más allá de sus propiedades antiinflamatorias. En consecuencia, es el aumento de las células Th17 el principal determinante de la alteración de la proporción Treg/Th17 que se informa en respuesta a la disminución de estrógenos y tiene un papel central en la fisiopatología de la osteoporosis posmenopáusica.

Evidencia reciente ha revelado que la microbiota intestinal es un regulador crítico de esta respuesta osteoinmunológica (es decir, de células T); estableciendo así el eje intestino-hueso como un objetivo viable para prevenir la pérdida ósea inducida por la deficiencia de estrógenos. Estudios clínicos han demostrado que utilizar probióticos y prebióticos para alterar la microbiota intestinal tiene efectos beneficiosos sobre el metabolismo óseo y mineral. En modelos animales de osteoporosis posmenopáusica, los probióticos y prebióticos aumentan los metabolitos derivados del intestino (por ejemplo, ácidos grasos de cadena corta (AGCC)), programan respuestas inmunitarias más tolerogénicas o antiinflamatorias, mientras previenen la pérdida ósea. El extenso trabajo de nuestro laboratorio sobre la ciruela pasa y su capacidad única no solo para prevenir, sino también revertir la pérdida ósea en modelos animales, ha revelado que mejora la función de las células T ex vivo y tanto sus componentes polifenólicos como carbohidratos contribuyen a su actividad prebiótica. Estos hallazgos combinados con una fuerte evidencia de tres ensayos clínicos separados respaldan la capacidad de la ciruela pasa para prevenir la pérdida ósea posmenopáusica [1-3] la convierten en una excelente candidata prebiótica para probar si estos cambios inmunológicos mediados por el intestino observados en modelos animales se trasladan a sujetos humanos.

Además de los cambios relacionados con la edad en los estrógenos, otros factores que afectan la biología de las células T de las mujeres posmenopáusicas (por ejemplo, el estado de vitamina D) podrían agravar aún más su riesgo de osteoporosis. Entre las mujeres estadounidenses de 51-70 años, el 28% tiene insuficiencia de vitamina D y el 10% tiene deficiencia de vitamina D según las pautas del Instituto de Medicina. Aunque la vitamina D es conocida por su papel en la salud esquelética, continúan surgiendo evidencias de sus importantes funciones extraesqueléticas. El 1,25-(OH)2D3 inhibe simultáneamente la célula Th17 proinflamatoria y aumenta la célula Treg antiinflamatoria, en número y función. Además, la influencia de la vitamina D en la función inmunológica se ha relacionado recientemente, aunque indirectamente, con la microbiota intestinal. Por lo tanto, las mujeres posmenopáusicas que tienen un estado comprometido de vitamina D pueden enfrentar un riesgo aún mayor de patologías mediadas por células T (por ejemplo, enfermedades autoinmunes y osteoporosis), lo que resalta aún más la importancia de dirigirse a la microbiota intestinal.

El objetivo de este estudio es comprender cómo la suplementación dietética con ciruelas pasas, un alimento con actividad prebiótica, afecta a las células T efectoras (es decir, Th17 y Treg) y su función; y explorar si el estado de vitamina D del huésped altera esta respuesta. Las preguntas fundamentales a abordar son: 1) si complementar la dieta con ciruela pasa afecta la función inmunológica (es decir, las células T efectoras); 2) si los hallazgos de nuestros estudios preclínicos que demuestran que la microbiota intestinal es un objetivo para contrarrestar los cambios en las células T asociados con la deficiencia de estrógenos se trasladan a mujeres posmenopáusicas; y 3) si el estado de vitamina D del huésped influye en la respuesta a este prebiótico.

Para lograr esto, reclutaremos mujeres posmenopáusicas sanas, de 60 a 75 años, para participar en un ensayo cruzado controlado aleatorizado con y sin ciruela pasa. Planeamos inscribir a n=30 mujeres. Los voluntarios elegibles completarán 5 visitas de estudio en el Centro de Investigación Clínica del Hospital Universitario IU Health. En la Visita 1, los voluntarios se someterán a un examen para asegurar que son elegibles para participar y, después de dar su consentimiento informado, se les realizarán antropometrías, una exploración basal de densidad ósea y evaluaciones de función física. Antes de la Visita 2, y todas las visitas posteriores, los participantes recolectarán muestras de heces y registrarán su dieta de 3 días en el Sistema Automatizado Autoadministrado de 24 horas (ASA24).

Las visitas principales del estudio (Visitas 2-5) se dividen en dos brazos (cada uno de 4 semanas de duración con 1 semana de preparación) y un período de lavado (2-4 semanas). En la Visita 2, los participantes serán asignados aleatoriamente al Brazo A (con intervención de ciruela pasa) o al Brazo B (sin la intervención de ciruela pasa) utilizando una lista generada por computadora de números aleatorios. Cuando los participantes estén en el Brazo A, se les proporcionarán instrucciones sobre el protocolo de preparación y la incorporación de ciruela pasa en la dieta (50 g/día o 5-6 ciruelas pasas por día). Los participantes registrarán la cantidad y la hora del día en que se consumen las ciruelas pasas y devolverán cualquier producto sobrante. El personal del estudio proporcionará las ciruelas pasas en paquetes de aperitivo sin costo. Nota: los paquetes de aperitivo son proporcionados por la California Prune Board. En la Visita 3, los participantes completarán la recolección de datos y muestras como se describe para la Visita 2 y luego comenzarán el período de lavado. La Visita 4 se programará después del período de lavado y se repetirán los mismos procedimientos descritos en la Visita 3 con cruce al segundo brazo. En la Visita 5 (visita final), los participantes completarán la recolección de datos y muestras.

En las Visitas 2-5, los participantes también completarán cuestionarios de actividad física y exposición solar. Proporcionarán una muestra de sangre y actualizarán al personal del estudio sobre cualquier cambio en su estado de salud. A lo largo de ambos brazos del estudio, los participantes calificarán sus hábitos intestinales diariamente.