Tutkimus:Varhaiset muutokset mikrobiomien kehityksessä voivat vaikuttaa terveyteen ja sairauksiin myöhemmin elämässä

Philadelphian lastensairaalan (CHOP) tutkijaryhmä on luonnehtinut suoliston mikrobiomin kehittymistä lapsuuden ensimmäisinä tunteina, tarjoaa kriittisen perustan sille, miten muutokset tässä ympäristössä voivat vaikuttaa terveyteen ja sairauksiin myöhemmin elämässä.

Tulokset julkaistiin lehdessä verkossa Luonnon mikrobiologia .

Vaikka tutkijat ymmärtävät tärkeän yhteyden suoliston mikrobiomin monien bakteerilajien ja ihmisten terveyden välillä, miten nämä lajit syntyvät lapsenkengissä ja mitä toimintoja ne palvelevat, ei ole täysin ymmärretty.

"Lopulta, lasten suolistossa on satoja erilaisia ​​bakteereja, mutta syntyessään, lajeja voi olla vain 10 tai vähemmän, "sanoi Kyle Bittinger, PhD, CHOPin mikrobiomikeskuksen Analytics -pääjohtaja ja tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja. "Halusimme ymmärtää, miksi juuri nämä bakteerit ilmestyvät ensimmäisinä ja mitä he tekevät näinä ensimmäisinä elämän aikoina."

Tutkimusryhmä keskittyi kolmeen bakteerilajiin - Escherichia coli, Enterococcus faecalis, ja Bacteroides vulgatus - koska tähän mennessä näitä lajeja on havaittu eniten vauvoja.

He analysoivat näiden bakteerien genomeja määrittääkseen, miksi ne kasvavat imeväisillä. Lisäksi, tiimi luonnehti proteiineja ja metaboliitteja, tai pieniä molekyylejä, jotka olivat läsnä mikrobiomissa tässä kehitysvaiheessa.

Yksi tämän tiedon keräämisen haasteista on se, että elämän ensimmäisten tuntien aikana kaikki ulosteenäytteestä kerätty DNA ei ole peräisin bakteereista vaan lapsesta itsestään. Tutkijat eivät nähneet bakteereja ilmaantuvan havaittavissa pitoisuuksissa ennen kuin vauvat olivat noin 16 tunnin ikäisiä.

Tutkimusryhmä löysi todisteita siitä, että suoliston mikrobiomin alkuperäinen ympäristö on anaerobinen, vastoin vallitsevaa mallia, jonka mukaan suolistosta tulee anerobinen vasta, kun bakteerit kasvavat ja kuluttavat happea. Todisteet tulivat seuraamalla järjestystä, jossa bakteerit kuluttavat aminohappoja.

Tutkimusryhmä havaitsi myös, että metaboliittitasot olivat yleensä yhdenmukaisia ​​bakteerien havaitsemisen kanssa. Suolistobakteerien tyypillisesti tuottamat molekyylit, kuten asetaatti ja sukkinaatti, otettiin näytteistä, joissa havaittiin bakteereja.

Lisäksi, valikoitujen proteiinien tasot laskivat bakteereja sisältävissä näytteissä, viittaa siihen, että bakteerit saattoivat kuluttaa näitä proteiineja kasvun edistämiseksi.

Näillä imeväisillä tutkittujen kolmen bakteerilajin analyysi paljasti, että jokaisen bakteerin useita kantoja oli jo syntymässä.

"Saamiemme tietojen perusteella kun seuraamme edelleen näitä vauvoja, voimme seurata niitä ja nähdä, kuinka kauan nämä varhaiset bakteerikannat viipyvät, "Bittinger sanoi." Sitten voimme nähdä tämän alkuperäisen kemiallisen toiminnan seuraukset myöhemmissä näytteissä ja toivottavasti havaita varhaiset muutokset, jotka voivat vaikuttaa terveyteen myöhemmin lapsuudessa. "

Tutkijat toivovat voivansa käyttää tutkimuksen tuloksia sen määrittämiseen, miten suoliston mikrobiomin kehitys voi vaikuttaa ylipainoon. Tässä tutkimuksessa mukana olevia vauvoja seurataan kahden ensimmäisen elinvuoden ajan. Lisäksi, kaikki tutkimukseen osallistuneet 88 lasta ovat afroamerikkalaisia, väestö, josta lapsuuden lihavuus on kasvava huolenaihe.

On huomattavan vähän tutkimuksia, joissa on tarkasteltu imeväisten kasvumalleja afroamerikkalaisissa. Tämän tärkeän palapelin ensimmäisen palan avulla voimme seurata näitä terveitä vauvoja ja oppia miltä normaali kasvumalli näyttää niin, tulevaisuudessa, voimme ehkä puuttua asiaan, kun muutokset mikrobiomissa voivat vaikuttaa haitallisesti lapsiin. "

Babette Zemel, PhD, Tutkimuksen vanhempi tekijä ja apulaisohjelmajohtaja, Ihmisen fenomitieteen keskus

Zemel on myös ravitsemus- ja kasvulaboratorion johtaja, tutkija CHOPin terveellisen painon ohjelmassa, ja pediatrian tutkimusprofessori Perelmanin lääketieteen koulussa Pennsylvanian yliopistossa.

• McMasterin tutkijat tutkivat, miksi jotkut ihmiset ovat alttiimpia SARS-CoV-2:lle
• Tulehdusten lisääntyminen korreloi tulevan syöpädiagnoosin kanssa