Lavorare con suinetti prematuri, un gruppo internazionale guidato da ricercatori dell'USDA-ARS Children's Nutrition Research Center (CNRC) presso il Baylor College of Medicine e il Texas Children's Hospital ha trovato prove che l'effetto protettivo delle infusioni di olio parenterale è accompagnato da cambiamenti nei livelli di acidi biliari intestinali (intestino pool di acidi biliari) e nel microbioma intestinale, rendendo questo studio il primo a collegare le infusioni di olio parenterale, il microbioma, metabolismo e salute. Lo studio appare in Journal of Lipid Research .
Il modello suinetti ci consente di studiare le malattie del fegato associate alla nutrizione parenterale, come la colestasi, in modo clinicamente rilevante. Trattiamo i suinetti prematuri in modo simile a come trattiamo i neonati prematuri in ospedale e osserviamo la funzione epatica e l'espressione genica nei suinetti per comprendere meglio la fisiologia".
Dott. Douglas Burrin, autore anziano, fisiologo ricercatore al CNRC e professore di pediatria al Baylor
L'emulsione lipidica originale sviluppata per la nutrizione parenterale nei neonati era basata su un componente, olio di semi di soia, ed è stata l'unica opzione lipidica parenterale utilizzata per i neonati prematuri per circa 45 anni. Sebbene questa emulsione oleosa abbia aiutato a sostenere la crescita dei bambini, i medici erano preoccupati che potesse essere coinvolto nello sviluppo di diverse condizioni, comprese le malattie del fegato. Ciò ha portato allo sviluppo di nuove emulsioni lipidiche con più componenti oleosi per prevenire o curare le malattie del fegato associate alla nutrizione parenterale.
Quando furono disponibili le prime emulsioni a base di olio di pesce e lipidi multicomponenti, Burrin e i suoi colleghi sono stati il primo gruppo ad esaminare i loro effetti metabolici in alimenti alimentati per via parenterale, suinetti prematuri. Hanno pubblicato i loro primi risultati nel 2014. I ricercatori Baylor e altri hanno dimostrato che l'olio di pesce puro e le formulazioni lipidiche di olio multicomponente possono ridurre la colestasi associata alla nutrizione parenterale a lungo termine, ma come ciò avvenga non è ancora completamente compreso.
Nello studio attuale, i ricercatori hanno ampliato le loro indagini originali confrontando due emulsioni di olio precedentemente studiate? solo olio di soia (Intralipid) e una combinazione di soia, oliva, olio di cocco e di pesce (SMOFlipidi) ? e una nuova formulazione sperimentale (EXP), che era simile a SMOFlipid, ma con DHA aggiuntivo, un acido grasso omega-3, e acido arachidonico.
Un ulteriore gruppo sperimentale (ENT) utilizzato come riferimento era costituito da suinetti alimentati con latte artificiale attraverso un sondino. L'esperimento è durato 22 giorni.
I ricercatori hanno valutato gli effetti delle diverse emulsioni di olio nei suinetti prematuri misurando la colestasi, pool di acidi biliari intestinali e la composizione delle comunità microbiche nel colon, nonché i profili dei prodotti metabolici o dei metaboliti dei microbi.
I risultati hanno confermato che le emulsioni di olio multicomponente (SMOF e EXP), ma non intralipide, può prevenire la colestasi e ripristinare il flusso biliare nei suinetti prematuri come osservato nel gruppo ENT.
"Uno dei risultati importanti ha mostrato che la prevenzione della colestasi era accompagnata dal mantenimento dei normali pool di acidi biliari intestinali. Erano più bassi nei suinetti trattati con Intralipid ma aumentavano nei gruppi SMOF ed EXP ed erano paragonabili a ENT, " ha detto Burin.
Una nuova scoperta particolarmente interessante è stata che la colestasi era associata a cambiamenti nel microbioma intestinale e nel loro profilo di metaboliti.
"È emozionante vedere una connessione così diretta tra i batteri intestinali e la composizione lipidica della nutrizione parenterale, " ha detto il primo autore Dr. Lee Call, un ex studente laureato in Biologia Traslazionale e Medicina Molecolare nel laboratorio Burrin durante lo sviluppo di questo lavoro. Call attualmente è un borsista post-dottorato presso il Department of Energy Joint Genome Institute presso il Lawrence Berkeley National Lab.
"All'inizio potrebbe non sembrare probabile che i lipidi per via endovenosa possano avere un grande effetto sulla crescita batterica nell'intestino, ma in effetti vediamo che esiste una forte correlazione tra il tipo di lipidi somministrati per via parenterale e l'abbondanza relativa di alcuni gruppi di batteri intestinali. E sembra che la bile sia l'anello di congiunzione, " Call ha detto. "Questi risultati ci aiutano a capire di più sugli effetti della nutrizione parenterale, che è spesso un trattamento salvavita per i bambini prematuri".
"Siamo stati certi che le emulsioni lipidiche contribuissero ad un effetto importante sulla crescita e sul metabolismo, ma mancava il meccanismo e l'effetto causale diretto. Questo lavoro fornisce quei collegamenti mancanti che offrono nuove intuizioni che faranno molto per lo sviluppo di migliori, emulsioni lipidiche più sicure per l'uso nei neonati prematuri. È emozionante far parte di questa scoperta, " ha detto il co-autore Dr. Muralidhar Premkumar, assistente professore di pediatria-neonato presso Baylor e Texas Children's.