Studie geeft nieuw inzicht in rotavirusinfecties bij pasgeborenen

Door gebruik te maken van een multidisciplinaire aanpak, een internationaal team van onderzoekers van verschillende instellingen, waaronder Baylor College of Medicine, onthult dat complexe interacties tussen suikers en het microbioom in moedermelk de neonatale rotavirusinfectie beïnvloeden. Gerapporteerd in het journaal Natuurcommunicatie , deze studie biedt nieuw inzicht in rotavirusinfecties bij pasgeborenen en identificeert maternale componenten die de prestaties van leven kunnen verbeteren, verzwakte rotavirusvaccins.

"Rotavirusinfectie veroorzaakt diarree en braken, voornamelijk bij kinderen jonger dan 5, met uitzondering van baby's jonger dan 28 dagen, die meestal geen symptomen hebben. Echter, in sommige plaatsen, infecties bij pasgeborenen gaan gepaard met ernstige gastro-intestinale problemen. Welke factoren verschillen tussen pasgeborenen met en zonder symptomen mediëren, is niet duidelijk begrepen, " zei eerste en corresponderende auteur Dr. Sasirekha Ramani, universitair docent moleculaire virologie en microbiologie aan het Baylor College of Medicine. "We begonnen ons onderzoek jaren geleden door vast te stellen dat een bepaalde stam van het rotavirus werd geassocieerd met zowel asymptomatische infecties als klinische symptomen bij pasgeborenen."

Ramani en haar collega's zochten eerst naar antwoorden vanuit het perspectief van het virus. Ze onderzochten of factoren zoals de hoeveelheid virus bij pasgeborenen of het genoom van het virus in verband kunnen worden gebracht met de aanwezigheid van symptomen bij pasgeborenen, maar vond geen verband tussen die factoren. De onderzoekers stelden de vraag vervolgens vanuit het perspectief van de pasgeborene. Zijn er factoren bij pasgeborenen die kunnen verklaren waarom dit virus pasgeborenen infecteert en waarom er verschillen zijn in klinische presentatie?

In het labortorium, de onderzoekers onderzochten of componenten van de moedermelk de infectie van MA104-cellen konden remmen, een beproefd model voor rotavirusstudies, met de specifieke stam van het rotavirus die ze hadden geïdentificeerd in de neonatale kinderdagverblijven in India. Onverwacht, ze ontdekten dat specifieke suikers in moedermelk de infectie van cellen in kweek met de neonatale rotavirusstam versterkten.

"We waren verrast door deze resultaten, " zei Ramani. "Het is bekend dat moedermelk de bescherming van pasgeborenen tegen rotavirusinfectie verbetert en suikers in moedermelk kunnen de besmettelijkheid van andere rotavirussen verminderen, maar hier vonden we het tegenovergestelde voor deze specifieke stam van het virus."

De onderzoekers gingen vervolgens terug naar het veld om te bepalen of ze de resultaten konden valideren die ze in het laboratorium hadden gevonden in een cohort van moeder-kind-paren.

"We ontdekten dat sommige van dezelfde specifieke suikers in moedermelk die de besmettelijkheid van cellen in kweek verhogen, aanwezig zijn in de melk van moeders van pasgeborenen met symptomatische infectie, ' zei Ramani.

In aanvulling, vonden de onderzoekers een verband tussen het microbioom in de moedermelk en gastro-intestinale symptomen bij pasgeborenen, die nieuwe vragen opriepen, Ramani legde het uit. Hoe draagt ​​het microbioom bij aan de verschillen in gastro-intestinale symptomen?

"Wat voor ons het meest interessant is, is dat deze suikers ook de replicatie van het verzwakte rotavirus verhogen, levend vaccin dat lijkt op het neonatale virus dat we bestuderen, " zei Ramani. "Verbeterde virale replicatie kan zich mogelijk vertalen in een effectievere immuunrespons tegen het virus, wat zou leiden tot een betere bescherming van het kind. Dit is iets dat we in de toekomst willen onderzoeken, omdat het strategieën zou kunnen verlichten om de effectiviteit van rotavirusvaccins te verbeteren in delen van de wereld waar ze het niet goed doen."

"Een van de belangrijkste dingen voor ons is dat deze onverwachte bevindingen nauw verband houden met de volksgezondheid, " zei co-auteur Dr. Mary K. Estes, Cullen Foundation bijzonder hoogleraar menselijke en moleculaire virologie aan het Baylor College of Medicine en emeritus stichtend directeur van het Texas Medical Center Digestive Diseases Center. "De multidisciplinaire aard van ons team van onderzoekers heeft ons in staat gesteld vragen te beantwoorden over hoe deze unieke rotavirusstam pasgeborenen infecteert, bevestigen de bevindingen in het veld en openen mogelijkheden om de effectiviteit van rotavirusvaccins te verbeteren waar ze het meest nodig zijn."

"Deze ontdekkingen zijn een goed voorbeeld van de dringende noodzaak om ons begrip van de samenstelling en variatie in moedermelkcomponenten te verbeteren, " zei co-auteur Dr. Lars Bode, universitair hoofddocent kindergeneeskunde en directeur en voorzitter van Collaborative Human Milk Research bij het Larsson-Rosenquist Foundation Mother-Milk-Infant Center of Research Excellence aan de Universiteit van Californië, San Diego. "Begrijpen hoe rotavirus en andere pathogenen kunnen profiteren van componenten van moedermelk, zal de ontwikkeling van nieuwe vaccinatiestrategieën leiden om voorop te blijven in de wapenwedloop tussen gastheer en ziekteverwekker."

• National Institutes of Health kent subsidie ​​toe aan MSU-professoren voor onderzoek naar neurodegeneratieve ziekten
• Nieuw platform voor metagenomische analyse