Oligosakkarider fra morsmelk kan hjelpe til med å behandle eller forhindre bakterielle infeksjoner hos nyfødte og voksne

Bakterier kjent som gruppe B Streptococcus (GBS) er en vanlig årsak til blodinfeksjoner, hjernehinnebetennelse og dødfødsel hos nyfødte. Selv om GBS -infeksjoner ofte kan behandles eller forebygges med antibiotika, bakteriene blir stadig mer resistente.

Nå, forskere har oppdaget at oligosakkarider (HMOer) - korte strenger av sukkermolekyler som finnes i morsmelk - kan bidra til å forhindre GBS -infeksjoner i humane celler og vev og hos mus. En dag, HMOer kan kanskje erstatte antibiotika for behandling av infeksjoner hos spedbarn og voksne, de sier.

Forskerne vil presentere resultatene sine i dag på høstmøtet i American Chemical Society (ACS). ACS Fall 2021 er et hybridmøte som holdes praktisk talt og personlig 22.-26. august, og on-demand-innhold vil være tilgjengelig 30.august-sept. 30. Møtet inneholder mer enn 7, 000 presentasjoner om et bredt spekter av vitenskapelige emner.

"Vårt laboratorium har tidligere vist at blandinger av HMOer isolert fra melk fra flere forskjellige donormødre har antimikrobiell og antibiofilmaktivitet mot GBS, "sier Rebecca Moore, som presenterer arbeidet på møtet. "Vi ønsket å hoppe fra disse in vitro -studiene for å se om HMO kan forhindre infeksjoner i celler og vev fra en gravid kvinne, og hos gravide mus. "Moore er utdannet student i laboratoriene til Steven Townsend, Ph.D., ved Vanderbilt University og Jennifer Gaddy, Ph.D., ved Vanderbilt University Medical Center.

I følge de amerikanske sentrene for sykdomskontroll og forebygging, ca 2, 000 babyer i USA får GBS hvert år, og 4-6% av dem dør av det. Bakteriene overføres ofte fra mor til baby under fødsel og fødsel. En vordende mor som tester positivt for GBS, får vanligvis intravenøs antibiotika under fødsel for å forhindre tidlig infeksjon, som skjer i løpet av den første uken i livet.

Interessant, forekomsten av sent oppståtte infeksjoner (som skjer fra en uke til tre måneder etter fødselen) er høyere i formelfødte enn ammende spedbarn, noe som tyder på at faktorer i morsmelk kan bidra til å beskytte mot GBS. I så fall, sukker kan kanskje erstatte antibiotika, hvilken, i tillegg til å drepe gunstige bakterier, blir mindre effektive på grunn av økningen i antibiotikaresistens.

Forskerne studerte effekten av kombinerte HMOer fra flere mødre på GBS -infeksjon av placentale immunceller (kalt makrofager) og av svangermembranen (sekken som omgir fosteret). "Vi fant ut at HMOer var i stand til å fullstendig hemme bakterievekst i både makrofager og membraner, så vi gikk raskt over til å se på en musemodell, "Sier Moore.

De undersøkte om HMO -er kunne forhindre at en GBS -infeksjon sprer seg gjennom reproduktive tarmkanaler hos gravide mus. "I fem forskjellige deler av reproduktive tarmkanalen, vi så signifikant redusert GBS -infeksjon med HMO -behandling. "

Rebecca Moore, Utdannet student, Vanderbilt University

For å finne ut hvilke HMOer og andre oligosakkarider som har disse antimikrobielle effektene og hvorfor, forskerne satte opp et kunstig to-arters mikrobiom med GBS og det fordelaktige Streptococcus salivarius arter som vokser i en vevskulturplate, atskilt med en halvgjennomtrengelig membran. Deretter, forskerne la til oligosakkarider som vanligvis legges til morsmelkerstatning, kalt galakto-oligosakkarider (GOS), som er avledet fra planter. I mangel av sukker, GBS undertrykte veksten av de "gode" bakteriene, men GOS hjalp denne fordelaktige arten med å vokse. "Vi konkluderte med at GBS produserer melkesyre som hemmer vekst, og så når vi legger til oligosakkarid, den gunstige arten kan bruke den som en matkilde for å overvinne denne undertrykkelsen, "Forklarer Moore.

Litt overraskende, de første HMOene de har testet i systemet hadde ikke denne effekten, men Townsend sier at det er sannsynlig at ett eller flere av de over 200 unike sukkerstoffene i morsmelk vil vise aktivitet i den kunstige mikrobiomen. Teamet planlegger å finne ut av det. Grunnen til at HMOer kan behandle og forhindre GBS-infeksjon er sannsynligvis todelt, forskerne sier:De fungerer som et antiklebemiddel ved å forhindre at patogener fester seg til vevsoverflater og danner en biofilm, og de kan fungere som et prebiotikum ved å støtte veksten av gode bakterier.

"HMO har eksistert så lenge mennesker har gjort, og bakterier har ikke funnet dem ut. Antagelig, det er fordi det er så mange i melk, og de endrer seg hele tiden under babyens utvikling, "Townsend sier." Men hvis vi kunne lære mer om hvordan de fungerer, det er mulig vi kan behandle forskjellige typer infeksjoner med blandinger av HMO, og kanskje en dag kan dette være en erstatning for antibiotika hos voksne, så vel som babyer. "

• Elektroniske helsesystemer bidro til å øke HBV-screeninger under COVID-19-pandemien
• Antihypertensiva kan forbedre overlevelse for pasienter med tykktarmskreft