Mikrobiom-DNA-Signatur in der menschlichen fetalen Lunge

Die Lunge und Plazenta von Föten im Mutterleib – so jung wie 11 Wochen nach der Empfängnis – zeigen bereits eine bakterielle Mikrobiom-Signatur, was darauf hindeutet, dass Bakterien die Lunge schon lange vor der Geburt besiedeln können. Dieser erstmalige Befund vertieft das Rätsel, wie die Mikroben oder mikrobiellen Produkte diese Organe vor der Geburt erreichen und welche Rolle sie bei der normalen Entwicklung des Lungen- und Immunsystems spielen.

Ein Team unter der Leitung der University of Alabama am Birmingham-Forscher Charitharth Vivek Lal, M. D., fanden heraus, dass bereits im ersten Trimester eine humane fetale Mikrobiom-DNA-Signatur in der Lunge vorhanden ist. Dieses fetale Lungenmikrobiom zeigte Veränderungen in der Diversität während der fetalen Entwicklung, Dies deutet auf eine Reifung des Mikrobioms mit fortschreitendem Gestationsalter hin. Schließlich, ein plazentares Mikrobiom war auch im menschlichen fetalen Gewebe vorhanden, und diese Mikrobiom-Signatur zeigte eine gewisse taxonomische Überlappung mit dem entsprechenden humanen fötalen Lungenmikrobiom.

Wir spekulieren, dass der mütterlich-fötale mikrobielle DNA-Transfer – und vielleicht von anderen mikrobiellen Produkten und ganzen lebenden oder toten Bakterien – eine realistische Möglichkeit ist. Dies kann dazu dienen, das sich entwickelnde angeborene Immunsystem des Fötus zu "primen" und beim Aufbau einer normalen Beziehung zwischen Wirt und Kommensale zu helfen."

Charitharth Vivek Lal, außerordentlicher Professor in der Abteilung für Neonatologie der UAB Pädiatrie

Denise Al-Alam, Ph.D., Ermittler am Saban Research Institute of Children's Hospital Los Angeles und Assistenzprofessor für Pädiatrie an der University of Southern California, ist der Erstautor, der das Konzept der Studie angeführt hat, die in der veröffentlicht wird American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine .

Studiendetails

Forscher, einschließlich Lal und Kollegen, haben bereits gesehen, dass die Lungen von Säuglingen, Probenahme unmittelbar nach der Geburt, sind mit Bakterien besiedelt. Außerdem, ähnliche Mikrobiomprofile werden entweder nach einem Kaiserschnitt oder einer vaginalen Entbindung gefunden, was darauf hindeutet, dass Mikroben die Lunge vor der Geburt irgendwie erreichen können.

In der neuen Studie 31 Lungenproben, Plazenta und Darmgewebe von Föten zwischen der 11. und 20. Schwangerschaftswoche wurden entnommen. Duplikat, unabhängige Tests in Labors der Lee Kong Chian School of Medicine, Technische Universität Nanyang, Singapur, und an der UAB in allen Proben bakterielle DNA nachgewiesen. Die beiden Labore verwendeten verschiedene DNA-Extraktionskits und verschiedene Mikrobiom-Analysepipelines.

Bakterielle DNA wurde durch gezielte Analyse des bakteriellen Gens für 16S ribosomale RNA nachgewiesen, Dies ist eine Standardmethode zur Unterscheidung verschiedener mikrobieller Taxa. Die erste 16S-Analyse in Singapur zeigte 48 einzigartige Taxa in den Lungenproben, 11 einzigartige Taxa in Plazentaproben und 24 gemeinsame Taxa.

Die 16S-Analyse derselben Proben an der UAB zeigte zwei separate Gruppen des humanen fetalen Lungenmikrobioms, basierend auf dem fetalen Alter – eine Gruppe in der 11. bis 15. Schwangerschaftswoche, und das andere in der 16. bis 20. Schwangerschaftswoche. Außerdem, die beiden Gestationsaltersgruppen zeigten eine signifikante Veränderung der Mikrobiom-Diversität mit der Zeit.

"Gesamt, an beiden Laborstandorten, "Lal sagte, "Die Analyse der Verteilung und Diversität der bakteriellen Taxa zeigte eine gewisse Überlappung der Mikrobiom-Signaturen der fetalen Lunge und der passenden Plazenten."

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