Fecal iron quantification in a randomized controlled trial of Lactiplantibacillus plantarum ATCC 202195 in newborns in Dhaka, Bangladesh

Resumen Técnico: Cuantificación de Hierro Fecal en un Ensayo Controlado Aleatorizado de Lactiplantibacillus plantarum ATCC 202195 en Recién Nacidos

Planteamiento del Problema
La deficiencia de hierro (DI) es un problema de salud pública crítico en la infancia temprana, particularmente en los países de ingresos bajos y medios (PIBM), con potenciales efectos irreversibles en el neurodesarrollo. Si bien la suplementación con hierro oral es eficaz, conlleva riesgos en entornos con alta carga de infecciones, pudiendo promover el crecimiento bacteriano patogénico y causar eventos adversos como diarrea sanguinolenta. Los probióticos, específicamente los Lactobacilli, se hipotetiza que mejoran la absorción de hierro mediante mecanismos como la alteración de la microbiota intestinal, la disminución del pH intestinal y la producción de metabolitos que mejoran la solubilidad del hierro. Sin embargo, la evidencia sobre el efecto de los probióticos en la absorción de hierro en la infancia temprana, particularmente sin la coadministración de hierro exógeno, sigue siendo escasa. Además, los métodos existentes para evaluar la biodisponibilidad del hierro a menudo requieren muestreos de sangre invasivos o técnicas compleas de isótopos estables. La cuantificación del hierro fecal ofrece una alternativa no invasiva, ya que el hierro no absorbido se excreta en las heces; sin embargo, los métodos estandarizados y validados para cuantificar el hierro fecal en muestras de heces infantiles de bajo volumen no están establecidos de forma rutinaria en la investigación de microbioma o probióticos.

Metodología
Este estudio comprendió dos partes distintas realizadas en Daca, Bangladesh:

1. Optimización y Validación del Ensayo (Parte A):

   • Objetivo: Optimizar y validar un método de espectrometría de absorción atómica (AAS) para cuantificar el hierro en heces infantiles.
   • Muestras: Las muestras de heces se agruparon a partir de una cohorte observacional (SEPSiS) de lactantes de 0 a 64 días de edad. Los alícuotas fueron liofilizadas, calcinadas en un horno de mufla (hasta 600 °C) y reconstituidas en ácido clorhídrico.
   • Validación: El ensayo se probó para determinar su exactitud (usando estándares y muestras enriquecidas), precisión (coeficientes de variación intra y entre corridas), recuperación, así como sus límites de detección (LOD) y de cuantificación (LLOQ).
   • Prueba Piloto: El ensayo optimizado se aplicó a 32 muestras de heces agrupadas, estratificadas por edad, estado de alimentación, sexo y estado nutricional neonatal para explorar las variaciones en el hierro fecal.

2. Subestudio de un Ensayo Controlado Aleatorizado (RCT) (Parte B):

   • Diseño: Un subestudio anidado dentro de un RCT controlado por placebo (ensayo SEPSiS LP, NCT05180201).
   • Participantes: 307 recién nacidos (0–4 días de edad) fueron aleatorizados en cinco grupos: Placebo, 1 día de L. plantarum (LP1), 1 día de LP + FOS (LP1+FOS), 7 días de LP (LP7) y 7 días de LP + FOS (LP7+FOS).
   • Intervención: Los lactantes recibieron 10⁹ CFU de L. plantarum ATCC 202195, con o sin 150 mg de fructooligosacárido (FOS), administrados por vía oral una vez al día durante 1 o 7 días.
   • Resultados (Outcomes):
     • Primario: Concentración de hierro fecal medida a los 14 días de edad postnatal (n=307) utilizando el ensayo AAS optimizado.
     • Secundario: Concentración de ferritina sérica medida a los 60 días de edad postnatal (n=251).
   • Análisis: Se utilizaron modelos de regresión lineal para estimar las diferencias porcentuales medias en los resultados transformados logarítmicamente en relación con el placebo, con ajustes para covariables en análisis suplementarios.

Contribuciones Clave

• Desarrollo Metodológico: El estudio optimizó y validó con éxito un protocolo de AAS diseñado específicamente para muestras de heces infantiles liofilizadas de baja masa. El ensayo demostró una exactitud aceptable (91–99%), precisión (CV <10%) y recuperación (93–112%), con un rango reportable de 0.2 a 80 mg de Fe/100g de heces secas.
• Demostración de Factibilidad: El artículo demuestra la aplicación práctica de este biomarcador no invasivo en un entorno de RCT riguroso, utilizando muestras de heces recolectadas para otros fines de microbioma.
• Evidencia Empírica: Proporciona los primeros datos sobre el efecto de la administración de L. plantarum ATCC 202195 (con o sin FOS) sobre el hierro fecal y la ferritina sérica en la infancia temprana (0–2 meses).

Resultados

• Desempeño del Ensayo: El ensayo AAS optimizado fue robusto. En la cohorte piloto, las concentraciones de hierro fecal variaron según la edad y el estado de alimentación, siendo significativamente menores en lactantes con lactancia materna exclusiva (LME) en comparación con aquellos con lactancia parcial o sin lactancia.
• Hallazgos del RCT (Hierro Fecal): No hubo una diferencia estadísticamente significativa en las concentraciones de hierro fecal a los 14 días entre los grupos de intervención y el grupo placebo.
  • Régimen de 1 día: % de diferencia = 9.8% (IC 95%: -19%, 49%; P=0.54).
  • Régimen de 7 días: % de diferencia = -6.1% (IC 95%: -31%, 28%; P=0.69).
  • La desagregación por coadministración de FOS arrojó resultados nulos similares.
• Hallazgos del RCT (Ferritina Sérica): Del mismo modo, no hubo efectos significativos de los regímenes de 1 o 7 días sobre las concentraciones de ferritina sérica a los 60 días de edad (P > 0.05 para todas las comparaciones).
• Análisis de Subgrupos: El hierro en las heces fue significativamente menor en lactantes con LME en comparación con lactantes no pertenecientes a la LME, lo cual es consistente con el menor contenido de hierro de la leche humana frente a la fórmula fortificada. Sin embargo, el estado de lactancia, el sexo, el modo de parto y el peso al nacer no modificaron significativamente el efecto de la intervención sobre el hierro fecal.

Significancia y Afirmaciones
Los autores concluyen que la cuantificación de hierro fecal mediante AAS es un método válido y factible para su uso en ensayos neonatales, ofreciendo una alternativa no invasiva al muestreo de sangre. Sin embargo, el estudio establece explícitamente que el método requiere muchos recursos (requiere liofilización y calcinación) y puede no proporcionar datos más informativos que los marcadores convencionales del estado de hierro (como la ferritina sérica) al evaluar el impacto de los probióticos/simbióticos en la biodisponibilidad del hierro en este contexto específico.

El artículo afirma que la administración de L. plantarum ATCC 202195, con o sin FOS, durante 1 o 7 días en las primeras semanas de vida, no influyó en las medidas tempranas de hierro fecal o del estado de hierro (ferritina) a los 2 meses. Los autores sugieren que la falta de efecto puede deberse a la cepa específica utilizada, la corta duración de la administración, la ausencia de hierro exógeno coadministrado o la regulación fisiológica de la absorción de hierro en lactantes con reservas de hierro prenatal suficientes. Plantean que, si bien el ensayo es una herramienta útil, puede ser necesario realizar más investigaciones utilizando técnicas de isótopos estables para reflejar directamente la absorción de hierro en futuros estudios sobre las interacciones probiótico-hierro.