Studie:Frühe Veränderungen in der Mikrobiomentwicklung können sich im späteren Leben auf Gesundheit und Krankheiten auswirken

Ein Forscherteam des Children's Hospital of Philadelphia (CHOP) hat charakterisiert, wie sich das Darmmikrobiom in den ersten Stunden des Säuglingsalters entwickelt. eine kritische Grundlage dafür zu liefern, wie sich Veränderungen in dieser Umgebung auf Gesundheit und Krankheit im späteren Leben auswirken können.

Die Ergebnisse wurden von der Zeitschrift online veröffentlicht Naturmikrobiologie .

Während die Forscher den wichtigen Zusammenhang zwischen den vielen Bakterienarten im Darmmikrobiom und der menschlichen Gesundheit verstehen, wie diese Arten im Säuglingsalter entstehen und welche Funktionen sie erfüllen, ist noch nicht vollständig geklärt.

"Letztlich, Der Darm von Kindern enthält Hunderte verschiedener Bakterienarten, aber bei der Geburt es könnte nur 10 oder weniger Arten geben, " sagte Kyle Bittinger, Doktortitel, der Analytics Core Director des Microbiome Center bei CHOP und Erstautor der Studie. "Wir wollten verstehen, warum diese speziellen Bakterien die ersten sind, die auftauchen und was sie in den ersten Stunden ihres Lebens tun."

Das Studienteam konzentrierte sich auf drei Bakterienarten - Escherichia coli, Enterococcus faecalis, und Bacteroides vulgatus - weil diese Arten bisher bei den meisten Babys beobachtet wurden.

Sie analysierten die Genome dieser Bakterien, um herauszufinden, warum sie bei Säuglingen wachsen. Zusätzlich, charakterisierte das Team die Proteine ​​und Metaboliten, oder kleine Moleküle, die in diesem Entwicklungsstadium im Mikrobiom vorhanden waren.

Eine der Herausforderungen beim Sammeln dieser Informationen besteht darin, dass in den ersten Lebensstunden Jede DNA, die aus einer Stuhlprobe entnommen wird, stammt nicht von den Bakterien, sondern vom Säugling selbst. Die Forscher sahen erst im Alter von etwa 16 Stunden Bakterien in nachweisbaren Konzentrationen auftauchen.

Das Studienteam fand Beweise dafür, dass die anfängliche Umgebung des Darmmikrobioms anaerob ist. im Gegensatz zum vorherrschenden Modell, das besagt, dass der Darm erst dann anaerob wird, wenn Bakterien wachsen und Sauerstoff verbrauchen. Der Beweis kam aus der Beobachtung der Reihenfolge, in der Aminosäuren von Bakterien aufgenommen wurden.

Das Studienteam beobachtete auch, dass die Metabolitenkonzentrationen im Allgemeinen mit dem Nachweis von Bakterien übereinstimmten. Moleküle, die typischerweise von Darmbakterien produziert werden, wie Acetat und Succinat, stieg in Proben auf, in denen Bakterien nachgewiesen wurden.

Zusätzlich, die Konzentrationen ausgewählter Proteine ​​gingen in Proben mit Bakterien zurück, was darauf hindeutet, dass Bakterien diese Proteine ​​​​verzehrt haben könnten, um das Wachstum zu fördern.

Die Analyse der drei bei diesen Säuglingen untersuchten Bakterienarten ergab, dass bereits mehrere Stämme jedes Bakteriums entstanden.

„Mit den Informationen, die wir haben, während wir diesen Säuglingen weiterhin folgen, wir können sie verfolgen und sehen, wie lange diese frühen Bakterienstämme verweilen, ", sagte Bittinger. "Wir können dann die Folgen dieser anfänglichen chemischen Aktivität in späteren Proben sehen und hoffentlich frühe Veränderungen feststellen, die sich später in der Kindheit auf die Gesundheit auswirken könnten."

Die Forscher hoffen, mit den Studienergebnissen herausfinden zu können, wie die Entwicklung des Darmmikrobioms die Übergewichtszunahme beeinflussen kann. Die an dieser Studie beteiligten Säuglinge werden während der ersten beiden Lebensjahre begleitet. Zusätzlich, alle 88 an der Studie beteiligten Säuglinge sind Afroamerikaner, eine Bevölkerung, für die Fettleibigkeit bei Kindern ein wachsendes Problem darstellt.

Es gibt bemerkenswert wenige Studien, die sich mit Säuglingswachstumsmustern bei Afroamerikanern befasst haben. Mit diesem wichtigen ersten Puzzleteil Wir können diesen gesunden, termingerechten Säuglingen folgen und lernen, wie ein normales Wachstumsmuster aussieht, damit in der Zukunft, Wir können möglicherweise eingreifen, wenn sich Veränderungen im Mikrobiom negativ auf Kinder auswirken können."

Babette Zemel, Doktortitel, Study Senior Co-Autor und Associate Program Director, Zentrum für Humanphänomenwissenschaft

Zemel ist auch Direktor des Labors für Ernährung und Wachstum, ein akademischer Forscher mit dem Healthy Weight Program bei CHOP, und Forschungsprofessor für Pädiatrie an der Perelman School of Medicine der University of Pennsylvania.

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