Gli oligosaccaridi del latte umano possono aiutare a trattare o prevenire le infezioni batteriche nei neonati e negli adulti

Batteri noti come gruppo B Streptococco (GBS) sono una causa comune di infezioni del sangue, meningite e natimortalità nei neonati. Sebbene le infezioni da GBS possano essere spesso trattate o prevenute con antibiotici, i batteri stanno diventando sempre più resistenti.

Ora, i ricercatori hanno scoperto che gli oligosaccaridi del latte umano (HMO) - brevi stringhe di molecole di zucchero abbondanti nel latte materno - possono aiutare a prevenire le infezioni da GBS nelle cellule e nei tessuti umani e nei topi. un giorno, Gli HMO potrebbero essere in grado di sostituire gli antibiotici per il trattamento delle infezioni nei neonati e negli adulti, dicono.

I ricercatori presenteranno oggi i loro risultati alla riunione autunnale dell'American Chemical Society (ACS). ACS Fall 2021 è un incontro ibrido che si terrà virtualmente e di persona dal 22 al 26 agosto, e i contenuti on-demand saranno disponibili dal 30 agosto al settembre. 30. L'incontro prevede più di 7, 000 presentazioni su un'ampia gamma di argomenti scientifici.

"Il nostro laboratorio ha precedentemente dimostrato che le miscele di HMO isolate dal latte di diverse madri donatrici hanno attività antimicrobica e antibiofilm contro GBS, "dice Rebecca Moore, che presenta il lavoro all'incontro. "Volevamo saltare da questi studi in vitro per vedere se gli HMO potevano prevenire le infezioni nelle cellule e nei tessuti di una donna incinta, e nei topi gravidi." Moore è uno studente laureato nei laboratori di Steven Townsend, dottorato di ricerca, alla Vanderbilt University e Jennifer Gaddy, dottorato di ricerca, al Vanderbilt University Medical Center.

Secondo i Centri statunitensi per il controllo e la prevenzione delle malattie, circa 2, 000 bambini negli Stati Uniti ricevono GBS ogni anno, e il 4-6% di loro ne muore. I batteri vengono spesso trasferiti dalla madre al bambino durante il travaglio e il parto. Una gestante che risulta positiva per GBS di solito riceve antibiotici per via endovenosa durante il travaglio per aiutare a prevenire le infezioni a esordio precoce, che si verificano durante la prima settimana di vita.

interessante, l'incidenza delle infezioni a esordio tardivo (che si verificano da una settimana a tre mesi dopo la nascita) è maggiore nei bambini allattati con latte artificiale rispetto a quelli allattati al seno, il che suggerisce che i fattori nel latte materno potrebbero aiutare a proteggere dal GBS. Se è così, gli zuccheri potrebbero forse sostituire gli antibiotici, quale, oltre a uccidere i batteri benefici, stanno diventando meno efficaci a causa dell'aumento della resistenza agli antibiotici.

I ricercatori hanno studiato gli effetti degli HMO combinati di diverse madri sull'infezione da GBS delle cellule immunitarie placentari (chiamate macrofagi) e della membrana gestazionale (il sacco che circonda il feto). "Abbiamo scoperto che gli HMO erano in grado di inibire completamente la crescita batterica sia nei macrofagi che nelle membrane, quindi ci siamo rapidamente rivolti a guardare un modello di topo, "dice Moore.

Hanno esaminato se gli HMO potrebbero prevenire la diffusione di un'infezione da GBS attraverso il tratto riproduttivo dei topi gravidi. "In cinque diverse parti del tratto riproduttivo, abbiamo visto una riduzione significativa dell'infezione da GBS con il trattamento con HMO."

Rebecca Moore, Studente laureato, Università Vanderbilt

Per capire quali HMO e altri oligosaccaridi hanno questi effetti antimicrobici e perché, i ricercatori hanno creato un microbioma artificiale a due specie con GBS e il benefico Streptococcus salivarius specie che crescono in una piastra di coltura tissutale, separati da una membrana semipermeabile. Quindi, i ricercatori hanno aggiunto oligosaccaridi che vengono comunemente aggiunti al latte artificiale, chiamati galatto-oligosaccaridi (GOS), che derivano dalle piante. In assenza dello zucchero, GBS ha soppresso la crescita dei batteri "buoni", ma GOS ha aiutato questa specie benefica a crescere. "Abbiamo concluso che GBS sta producendo acido lattico che inibisce la crescita, e poi quando aggiungiamo l'oligosaccaride, le specie benefiche possono usarlo come fonte di cibo per superare questa soppressione, " spiega Moore.

Un po' sorprendentemente, i primi HMO che hanno testato nel sistema non hanno avuto questo effetto, ma Townsend afferma che è probabile che uno o più degli oltre 200 zuccheri unici nel latte umano mostreranno attività nel test del microbioma artificiale. La squadra ha intenzione di scoprirlo. Il motivo per cui gli HMO possono trattare e prevenire l'infezione da GBS è probabilmente duplice, dicono i ricercatori:Agiscono come antiadesivo impedendo agli agenti patogeni di attaccarsi alle superfici dei tessuti e formare un biofilm, e potrebbero agire come prebiotici sostenendo la crescita di batteri buoni.

"Gli HMO esistono da quando esistono gli umani, e i batteri non li hanno capiti. presumibilmente, è perché ce ne sono così tanti nel latte, e cambiano costantemente durante lo sviluppo del bambino, " dice Townsend. "Ma se potessimo saperne di più su come funzionano, è possibile che si possano trattare diversi tipi di infezioni con miscele di HMO, e forse un giorno questo potrebbe essere un sostituto degli antibiotici negli adulti, così come i bambini».

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