Nova terapijska hrana potiče ključne crijevne mikrobe koji potiču rast u pothranjene djece

Nova vrsta terapijske hrane, posebno osmišljen za popravak crijevnih mikrobioma pothranjene djece, je superiorniji od standardne terapije u početnom kliničkom ispitivanju provedenom u Bangladešu.

Interdisciplinarni tim istraživača s Medicinskog fakulteta Sveučilišta Washington u St. Louisu i Međunarodnog centra za istraživanje dijareje u Dhaki, Bangladeš, poduzeli su novi pristup za rješavanje gorućeg globalnog zdravstvenog problema pothranjenosti djece. Njihov se pristup usredotočuje na selektivno poticanje ključnih crijevnih mikroorganizama koji potiču rast korištenjem sastojaka dostupnih po pristupačnoj cijeni, kulturno prihvatljiva hrana.

Njihov rad podržava shvaćanje da je zdrav rast dojenčadi i djece neumitno povezan sa zdravim razvojem njihovih crijevnih zajednica nakon rođenja. Rezultati njihovog istraživanja opisani su u dva izvješća objavljena 12. srpnja u časopisu Znanost.

"Utvrdili smo da djeca koja su pothranjena imaju nepotpuno formirane crijevne mikrobne zajednice u usporedbi sa svojim zdravim kolegama", rekao je viši autor Jeffrey I. Gordon, DOKTOR MEDICINE, ugledni sveučilišni profesor dr. Robert J. Glaser i ravnatelj Obiteljskog centra za znanost genoma i sistemsku biologiju Edison na Medicinskom fakultetu. "Stoga, odlučili smo osmisliti terapijsku hranu koja će popraviti ovu nezrelost i utvrditi hoće li takav popravak vratiti zdrav rast. "

Kliničko ispitivanje, koji je vodio tim pod vodstvom Tahmeeda Ahmeda, Doktor znanosti, direktor za prehranu i kliničke usluge Međunarodnog centra za istraživanje dijareje, uključivalo 63 djece iz Bangladeša, 12-18 mjeseci starosti, dijagnosticirana umjerena akutna pothranjenost, što znači da su djeca bila bolesna, ali ni blizu smrti. Djeca su nasumično raspoređena u jednu od četiri tretirane skupine. Djeca u tri grupe dobila su po jednu od tri novo osmišljene terapeutske hrane, dok su oni u četvrtoj skupini primali standardnu ​​terapijsku hranu koja nije osmišljena na temelju razmatranja njezinih učinaka na crijevni mikrobiom.

Sva hrana za ispitivanje bila je lokalno proizvedena u Međunarodnom centru za istraživanje dijareje. Djeca su dva puta dnevno dovođena u centar za nutricionističku rehabilitaciju, gdje su terapijsku hranu davale njihove majke pod nadzorom zdravstvenih radnika. Skup mjernih alata, razvijena napretkom genomske medicine, pružio novu, mnogo opsežnije definiranje molekularnih značajki povezanih s pothranjenošću, njegove temeljne mehanizme, i učinkovitost liječenja.

Jedna od terapijskih namirnica izdvajala se od ostalih, čak i u ovom relativno kratkom jednomjesečnom suđenju. Mjerenje 1, 300 proteina u krvi, uključujući one koji su blisko uključeni u usmjeravanje rasta kostiju, razvoj mozga, imunološke funkcije, i metabolizam u različitim tkivima, otkrilo je da je ovaj prototip hrane proizveo izražen pomak prema zdravom stanju u usporedbi s onim što je primijećeno u ostale tri skupine djece.

Na kraju studije, istraživači su također otkrili da, za razliku od tri druge skupine liječenja, crijevne mikrobne zajednice nastanjene u crijevima djece koja su primale ovu olovnu terapijsku hranu podvrgnute su rekonfiguraciji i više su nalikovale mikrobnim zajednicama koje se nalaze u zdravoj djeci usklađenoj s dobi koja žive na istom mjestu. Ova formulacija sadržavala je, između ostalih komponenti, mješavina hranjivih tvari iz slanutka, soja, banane i kikiriki.

Pothranjenost u djetinjstvu veliki je globalni zdravstveni problem, utječe na 150 milijuna djece mlađe od 5 godina u svijetu, prema Svjetskoj zdravstvenoj organizaciji. Mnoga su istraživanja pokazala da je pothranjenost posljedica mnogih čimbenika, s pouzdanim pristupom odgovarajućim količinama pristupačnih, hranjiva hrana jedan je, ali ne i jedini faktor.

Postojeća terapijska hrana razvijena je kako bi se povećala količina ključnih hranjivih tvari koje djeca konzumiraju. Pothranjena djeca koja primaju ovu hranu imaju manju vjerojatnost da umru, ali druge posljedice pothranjenosti ostale su uglavnom bez odgovora na liječenje, uključujući usporen rast, oslabljen imunitet i smanjena kognitivna funkcija. Gordon je primijetio da ove namirnice nisu osmišljene na temelju razmatranja njihovih učinaka na razvoj crijevnog mikrobioma.

Nova terapijska hrana usmjerena na mikrobiome koju je razvio tim Sveučilišta Washington i Međunarodnog centra za istraživanje dijareje nastala je iz njihovih ranijih studija o razvoju mikrobiološke zajednice crijeva u zdravoj djeci koja žive u Bangladešu. Prije nekoliko godina, tim je otkrio da djeca s pothranjenošću imaju nezrele crijevne zajednice-one koje su izgledale mlađe od svojih zdravih kolega usklađenih s godinama. Ahmed je napomenuo da su prije nekoliko godina otkrili da konvencionalna terapijska hrana nije uspjela popraviti ovu nezrelost kod pothranjene djece koju su liječili.

Gordonova grupa nastavila je transplantaciju nezrelih zajednica od neuhranjene djece, i normalno sazrijevaju zajednice od zdrave djece, u miševe uzgojene u sterilnim uvjetima. Rezultati su otkrili da su nezrele zajednice povezane sa smanjenim debljanjem, neispravan razvoj kostiju plus abnormalne metaboličke i imunološke funkcije kod životinja primatelja. Ovi su nalazi dali rane dokaze da neuspjeh u formiranju normalne mikrobne zajednice može biti uzrok, a ne samo posljedica pothranjenosti.

"Postoji nesigurnost oko toga koje je namirnice najbolje davati u razdoblju dohrane -kada djeca prelaze s isključivog hranjenja mlijekom na krutu hranu, "Rekao je Gordon." Naše studije bile su inspirirane mišljenjem da se te uobičajeno koriste, pristupačno, kulturno prihvatljiva komplementarna hrana mogla bi sadržavati sastojke željene ključnih mikroba koji su nedovoljno zastupljeni i imaju slabu izvedbu u crijevnim mikrobiomima pothranjene djece. Ti su mikrobi bili naše terapijske mete. "

Ova studija pruža prve dokaze da je terapeutska hrana, razvijen posebno za potporu rastu i širenju crijevnih mikroba povezanih sa zdravim razvojem mikrobioma, ima blagotvorne učinke izvan crijeva povezane s mnogim aspektima zdravog rasta. Ti učinci uključuju ključne posrednike metabolizma, i od kosti, razvoj mozga i imunološkog sustava -; organskih sustava koje je bilo teško popraviti u pothranjene djece nadopunjavanjem njihove prehrane tradicionalnom terapijskom hranom.

U prvom od dva rada -; jedna od prvih autorica Jeanette L. Gehrig, Doktor znanosti, Siddarth Venkatesh, Doktor znanosti, i Hao-Wei Chang, svi članovi laboratorija Gordon -; opišite kako su prvi put koristili miševe bez klica, a zatim prasadi bez klica, kolonizirana s crijevnom mikrobnom zajednicom iz djece iz Bangladeša kako bi prikazala niz dijeta koje se sastoje od komplementarnih sastojaka hrane koji se koriste u Bangladešu. Oni su formulirali prototipove komplementarne hrane usmjerene na mikrobiome koji bi mogli popraviti nezrele mikrobne zajednice od pothranjene djece iz Bangladeša u oba ova životinjska modela i poboljšati zdravlje životinja. Ti su prototipovi zatim ispitani u gore opisanoj dvostruko slijepoj kontroliranoj studiji hranjenja.

U drugom radu, prvi autor Arjun S. Raman, DOKTOR MEDICINE, Doktor znanosti, iz laboratorija Gordon, opisuje razvoj novih računskih metoda, na temelju metoda koje je prvotno razvilo područje ekonofizike kako bi se analiziralo kako fluktuacije u gospodarstvu utječu na značajke kompleksa, dinamična financijska tržišta. Pristup je omogućio novo, općenito primjenjivi načini karakteriziranja organizacije ljudskih crijevnih zajednica -; njihov normalan razvoj, kako su uznemireni u bolesnim stanjima poput pothranjenosti, te kako reagiraju na terapijske intervencije osmišljene da ih poprave.

Cilj istraživanja ljudskog mikrobioma nije samo opisati sastavne dijelove mikrobne zajednice, već karakterizirati kako komponente međusobno djeluju kako bi oblikovale funkcije zajednice. Komplicirajući stvari, broj mogućih interakcija među komponentama u crijevnoj zajednici doslovno je astronomski. "

Viši autor Jeffrey I. Gordon, doktor medicine

Prema Ramanu, istraživači su htjeli moći usredotočiti svoju pozornost, pronalaženje načina za smanjenje broja komponenti ili značajki mikrobioma na minimalni broj koji bi na informativan način mogao prikazati organizacijska svojstva zdravih i oboljelih crijevnih zajednica.

Proučavajući mikrobiome zdrave djece iz Bangladeša uzorkovane mjesečno od rođenja do pet godina, i primjenom nove računske metode, identificirali su mrežu od 15 članova bakterijske zajednice u crijevima koji su dosljedno međusobno djelovali. Ovu su mrežu nazvali ekoskupinom. Komponente ekogrupe pružile su točan način za opis normalnog razvoja crijeva dojenčadi i djece koja žive u Bangladešu, kao i u nekoliko drugih zemalja s niskim prihodima. Nadalje je poslužio kao osjetljiv i točan način utvrđivanja koliko su ozbiljno poremećene mikrobne zajednice u djece s umjerenom i teškom pothranjenošću, te stupanj u kojem su popravljeni raznim tretmanima.

"Dulje i opsežnije kliničko ispitivanje trenutno je u tijeku na dva mjesta u Bangladešu kako bi se utvrdilo ima li nova komplementarna hrana usmjerena na mikrobiome održivu korist, "Ahmed je rekao." Ovo ispitivanje uključuje djecu s umjerenom pothranjenošću, kao i djecu s teškom pothranjenošću koja su liječena konvencionalnom terapijom, ali su ostala s nepotpuno popravljenim mikrobiomima, zaostajanje u razvoju i razna druga oštećenja rasta. "

Michael J. Barratt, Doktor znanosti, docent patologije i imunologije i izvršni direktor Centra za crijevna mikrobioma i prehranu na Sveučilištu Washington dodao je:

Moguće je da neka djeca mogu imati toliko oštećene mikrobiološke zajednice u crijevima da samo intervencija temeljena na hrani neće biti dovoljna. Stoga je naš tim sa Sveučilišta Washington i Međunarodnog centra za istraživanje dijarejalnih bolesti zainteresiran za proučavanje mogućnosti davanja određenih korisnih organizama -; ili čak korisne proizvode koje ti mikrobi proizvode, kako postajemo sve svjesniji što su to -; u kombinaciji s komplementarnom hranom usmjerenom na mikrobiome. To bi mogla biti druga linija obrane. Naše studije također predstavljaju mogućnost praćenja razvoja crijevnih mikrobnih zajednica i hvatanja odstupanja od normalnog razvoja ranije u životu, dajući nam mogućnosti za prevenciju. "

Gordon je naglasio da njihovi napori usmjereni na popravljanje uznemirenih mikrobnih zajednica pothranjene djece obećavaju otkrivanje upućenijih smjernica za prehranu djece u prvih nekoliko godina života kako bi mogle razviti zdrave mikrobiome.

"Moramo biti učinkoviti upravitelji dragocjenih mikrobnih resursa naše djece, "rekao je." Ako jesmo, učinci mogu biti dugotrajni i najavljivati ​​novu dimenziju preventivne medicine -; onaj koji počinje razvijanjem mikrobioma. "

• Istraživanje postavlja pitanje je li potrebna operacija vezivanja jezika za poboljšanje dojenja
• Kofein može uzrokovati probleme osobama s anksioznim poremećajem