Oligosacharidy ľudského mlieka môžu pomôcť pri liečbe alebo prevencii bakteriálnych infekcií u novorodencov a dospelých

Baktérie známe ako skupina B Streptokok (GBS) sú bežnou príčinou krvných infekcií, zápal mozgových blán a mŕtve narodenie novorodencov. Napriek tomu, že infekciu GBS je možné často liečiť alebo jej predchádzať antibiotikami, baktérie sú stále odolnejšie.

Teraz, vedci zistili, že oligosacharidy ľudského mlieka (HMO) - krátke reťazce molekúl cukru bohaté na materské mlieko - môžu pomôcť predchádzať infekciám GBS v ľudských bunkách a tkanivách a u myší. Jedného dňa, HMO môžu byť schopné nahradiť antibiotiká na liečbu infekcií u dojčiat a dospelých, hovoria.

Vedci svoje výsledky predstavia dnes na jesennom stretnutí Americkej chemickej spoločnosti (ACS). ACS Fall 2021 je hybridné stretnutie, ktoré sa koná prakticky a osobne 22.-26. augusta, a obsah na požiadanie bude k dispozícii od 30. augusta do septembra. 30. Stretnutie obsahuje viac ako 7, 000 prezentácií na široké spektrum prírodovedných tém.

„Naše laboratórium predtým ukázalo, že zmesi HMO izolovaných z mlieka niekoľkých rôznych darcovských matiek majú antimikrobiálnu a antibiofilmovú aktivitu proti GBS, “hovorí Rebecca Moore, kto prezentuje prácu na stretnutí. „Chceli sme skočiť z týchto štúdií in vitro, aby sme zistili, či HMO môžu zabrániť infekciám v bunkách a tkanivách od tehotnej ženy, a u gravidných myší. "Moore je postgraduálny študent v laboratóriách Stevena Townsenda, Ph.D., na Vanderbilt University a Jennifer Gaddy, Ph.D., v zdravotníckom centre Univerzity Vanderbilt.

Podľa amerických centier pre kontrolu a prevenciu chorôb, asi 2, 000 detí v USA dostane GBS každý rok, a 4-6% z nich na to zomrie. Baktérie sa často prenášajú z matky na dieťa počas pôrodu a pôrodu. Budúca matka, ktorá má pozitívny test na GBS, obvykle počas pôrodu dostáva intravenózne antibiotiká, aby sa predišlo včasným infekciám. ktoré sa vyskytujú počas prvého týždňa života.

Je zaujímavé, výskyt infekcií s neskorým nástupom (ku ktorým dochádza od týždňa do troch mesiacov po narodení) je vyšší u dojčiat kŕmených umelou výživou ako u dojčených detí, čo naznačuje, že faktory v materskom mlieku by mohli pomôcť chrániť pred GBS. Ak áno, cukry by mohli nahradiť antibiotiká, ktoré, okrem zabíjania prospešných baktérií, sa stávajú menej účinnými z dôvodu nárastu rezistencie na antibiotiká.

Vedci skúmali účinky kombinovaných HMO od niekoľkých matiek na GBS infekciu placentárnych imunitných buniek (nazývaných makrofágy) a gestačnej membrány (vak obklopujúci plod). "Zistili sme, že HMO sú schopné úplne inhibovať bakteriálny rast v makrofágoch aj v membránach," tak sme sa veľmi rýchlo otočili k pohľadu na model myši, “Hovorí Moore.

Skúmali, či HMO môžu zabrániť šíreniu infekcie GBS reprodukčným traktom gravidných myší. „V piatich rôznych častiach reprodukčného traktu, videli sme výrazne zníženú infekciu GBS ošetrením HMO. “

Rebecca Moore, Postgraduálny študent, Vanderbiltova univerzita

Aby sme zistili, ktoré HMO a ďalšie oligosacharidy majú tieto antimikrobiálne účinky a prečo, vedci vytvorili umelý dvojdruhový mikrobióm s GBS a prospešným Streptococcus salivarius druhy rastúce na tanieri pre tkanivové kultúry, oddelené polopriepustnou membránou. Potom, vedci pridali oligosacharidy, ktoré sa bežne pridávajú do dojčenskej výživy, nazývané galakto-oligosacharidy (GOS), ktoré pochádzajú z rastlín. Pri nedostatku cukru, GBS potlačil rast „dobrých“ baktérií, ale GOS pomohol tomuto prospešnému druhu rásť. „Dospeli sme k záveru, že GBS produkuje kyselinu mliečnu, ktorá inhibuje rast, a potom, keď pridáme oligosacharid, prospešné druhy ho môžu použiť ako zdroj potravy na prekonanie tohto potlačenia, “Vysvetľuje Moore.

Trochu prekvapivo, prvé HMO, ktoré v systéme testovali, tento účinok nemali, Townsend však tvrdí, že je pravdepodobné, že jeden alebo viac z viac ako 200 unikátnych cukrov v ľudskom mlieku bude vykazovať aktivitu v teste umelých mikrobiómov. Tím to plánuje zistiť. Dôvod, prečo HMO môžu liečiť a predchádzať infekcii GBS, je pravdepodobne dvojnásobný, Vedci tvrdia:Pôsobia ako antiadhézne látky tým, že zabraňujú prilepeniu patogénov na povrchy tkaniva a vytvoreniu biofilmu. a mohli by pôsobiť ako prebiotikum podporou rastu dobrých baktérií.

„HMO sú tu tak dlho, ako ľudia. a baktérie na to neprišli. Pravdepodobne pretože v mlieku je ich veľa, a počas vývoja dieťaťa sa neustále menia, „Townsend hovorí.“ Ak by sme sa však dozvedeli viac o ich fungovaní, je možné, že by sme mohli liečiť rôzne typy infekcií zmesami HMO, a možno by to jedného dňa mohlo byť náhradou za antibiotiká u dospelých, rovnako ako deti. "

• Elektronické zdravotnícke systémy pomohli zvýšiť počet detekcií HBV počas pandémie COVID-19
• Antihypertenzíva môžu zlepšiť prežitie pacientov s rakovinou hrubého čreva a konečníka