Innovative Technik verfolgt die Nährstoffe der Muttermilch im Darmmikrobiom von Säuglingen

Eine neue Studie an Mäusen hilft zu erklären, warum sich das Darmmikrobiom von gestillten Säuglingen stark von denen von Säuglingen unterscheiden kann, die mit Säuglingsnahrung gefüttert wurden.

Die Studium, "Sphinganin aus der Nahrung wird selektiv von Mitgliedern des Darmmikrobioms von Säugetieren aufgenommen, “ wurde im Juli in der . veröffentlicht Zeitschrift für Lipidforschung.

Sphinganin aus Milch Johnson Lab/Bereitgestellt Eine neue Technik ermöglicht es Forschern, bestimmte Nährstoffe zu verfolgen, während sie von Darmmikroben im Verdauungstrakt einer Maus aufgenommen werden. Das Bild zeigt bestimmte Mikroben (rot), die einen in der Muttermilch üblichen Nährstoff namens Sphinganin aufnehmen; blaue Mikroben haben es nicht aufgenommen.

Das Papier beschreibt eine innovative Technik, die bei Cornell entwickelt wurde, um das Schicksal von Metaboliten – Nährstoffen, die im Stoffwechsel gebildet werden oder für den Stoffwechsel notwendig sind – durch den Verdauungstrakt einer Maus zu verfolgen und zu identifizieren, wie sie mit bestimmten Darmmikroben interagieren.

„Wir denken, dass die Methoden auf viele verschiedene Mikrobiomsysteme erweiterbar sind, “ sagte die leitende Autorin Elizabeth Johnson, Assistenzprofessor für Ernährungswissenschaften am College of Agriculture and Life Sciences. Sie stellte fest, dass Forscher, die die Auswirkungen einer fettreichen gegenüber einer fettarmen Ernährung untersuchten, oder eine Keto-Diät, könnte die Technik verwenden, um Metaboliten zu verfolgen.

Die Methodik könnte aufzeigen, wie bestimmte Metaboliten bestimmte Bakterien fördern. Dies könnte es Ernährungswissenschaftlern ermöglichen, Patienten zu verschreiben, die bestimmte Metaboliten enthalten, um die Zusammensetzung ihres Mikrobioms absichtlich zu ändern. sagte Johnson.

Muttermilch und viele andere Lebensmittel enthalten eine Klasse von Lipidmetaboliten, die Sphingolipide genannt werden. Frühere Forschungen legten nahe, dass diese Metaboliten das Mikrobiom eines Säuglings formen. es war jedoch nicht bekannt, ob sie tatsächlich mit dem Mikrobiom interagieren.

Die Studie identifizierte zwei Arten von Darmmikroben, Bacteroides und Bifidobacterium, die Sphingolipide für ihren eigenen Stoffwechsel verwenden.

Während sehr wenig über die spezifische Rolle von Darmmikroben für die menschliche Gesundheit bekannt ist, Bacteroides wurden sowohl mit positiven als auch mit weniger vorteilhaften Wirkungen in Verbindung gebracht. je nach Kontext. Sie werden im Allgemeinen mit Mikrobiomen von gesunden gestillten Säuglingen in Verbindung gebracht. Bifidobakterium, in dieser Studie zum ersten Mal gezeigt, dass er diätetische Sphingolipide verarbeitet, gelten als die wichtigsten nützlichen Bakterien, bis zu 95 % des Mikrobioms von gestillten Säuglingen.

Sie sind auch ein sehr beliebtes rezeptfreies Probiotikum.

Unser Labor ist sehr daran interessiert, wie die Ernährung mit dem Mikrobiom interagiert, um wirklich zu verstehen, wie Sie es am besten modulieren können, um positive Auswirkungen auf die Gesundheit zu haben. In dieser Studie, das konnten wir ja sehen, diese Nahrungslipide, die einen großen Teil der Ernährung von Säuglingen ausmachen, interagieren recht robust mit dem Darmmikrobiom."

Elizabeth Johnson, Assistenzprofessorin für Ernährungswissenschaften, Hochschule für Landwirtschaft und Biowissenschaften

Sphingolipide stammen aus drei Hauptquellen:Ernährung; Bakterien, die sie produzieren können; und die meisten Wirtsgewebe.

Johnson, zusammen mit Erstautorin Min-Ting Lee, ein Doktorand, und Henry Le, ein Postdoktorand, beide in Johnsons Labor, eine Technik entwickelt, um Nahrungssphingolipide auf ihrem Weg durch den Mäusedarm gezielt zu verfolgen.

"Wir haben das Sphingolipid, das wir der Ernährung hinzugefügt haben, kundenspezifisch synthetisiert. ", sagte Johnson. "Es ist fast identisch mit denen, die aus Muttermilch stammen, aber mit einem kleinen chemischen Etikett, damit wir die Position des Sphingolipids nach der Aufnahme durch die Mäuse verfolgen können."

Lee verwendete dann einen fluoreszierenden Marker, der an Zellen oder Mikroben haftete, die das markierte Lipid absorbierten. so dass alle Bakterien, die Sphingolipide aufgenommen hatten, rot aufleuchteten. Mikroben aus dem Mikrobiom der Mäuse wurden dann isoliert und analysiert. Populationen mit roten Mikroben wurden von den anderen getrennt, und diese wurden dann genetisch sequenziert, um die Bakterienarten zu identifizieren.

Mit weiteren Untersuchungen, Le war in der Lage, die Metaboliten zu identifizieren, die Bacteroides und Bifidobacterium produzieren, wenn sie Sphingolipiden aus der Nahrung ausgesetzt sind. Weitere Untersuchungen sind im Gange, um festzustellen, ob diese mikrobiell produzierten Metaboliten für die Gesundheit von Säuglingen von Vorteil sind.

• Alterungsmechanismus und Gedächtnisleistung von Hunden im Zusammenhang mit der Zusammensetzung des Darmmikrobioms
• Einzigartiges Antikörperprofil unterscheidet Menschen mit einer Glutensensitivität ohne Zöliakie