Studie visar hur en specifik tarmbakterie påverkar spädbarns immunsystem

Forskning publicerad idag i tidskriften Cell är den första som fastställer hur en specifik tarmbakterie, aktiverad Bifidobacterium infantis EVC001 ( B. infantis ), påverkar immunförsvarets utveckling hos spädbarn, och kan därigenom minska risken för allergiska och autoimmuna tillstånd senare i livet.

Även om tidigare studier har visat ett samband mellan brist på fördelaktiga bakterier i spädbarns tarmen och utvecklingen av allergier och autoimmuna sjukdomar, denna banbrytande forskning, Bifidobakterie-medierad immunsystem prägling i tidigt liv , fann närvaron av bifidobakterier, specifikt B. infantis EVC001 bakteriestam, tidigt i ett ammande barns liv, programmerar naiva immunceller bort från svar som är associerade med immunrelaterade tillstånd samtidigt som de producerar reglerande celler som förbättrar kroppens förmåga att kontrollera inflammation.

Studien bekräftar också den kritiska möjligheten att påverka immunsystemets utveckling och minska systemisk inflammation inom de första 100 dagarna av barndomen.

Immunsystemet skyddar normalt mot bakterier och virus genom att samla in specifika immun-T-celler för att känna igen och attackera de främmande inkräktarna i kroppen. Det adaptiva immunsystemet vid födseln är naturligtvis en tom skiffer; det har haft mycket liten exponering för virus eller farliga bakterier, så immunceller, kallas naiva T-celler, har ännu inte programmerats därefter.

Vid immunsjukdomar och allergier, dessa celler är felprogrammerade tidigt, av skadliga bakterier eller inflammation, att attackera normala friska celler i kroppen. Forskare har arbetat för att avgöra hur denna felprogrammering sker, att möjliggöra för läkare med lösningar för att minska risken för barndomsallergier och autoimmuna tillstånd.

Studiedetaljer

För studien, forskare fann att spädbarn som saknade fördelaktiga mikrober som kan metabolisera komplexa sockerarter i bröstmjölk, bröstmjölksoligosackarider (HMO), hade störd utveckling av immuncellnätverk och signifikant ökad systemisk inflammation.

Vidare, in vitro -experiment visade att tarmbakteriella metaboliter och värdfaktorer från ammande barn saknades B. infantis EVC001 i deras tarmmikrobiom programmerade naiva immunceller mot Th2 och Th17, två immuncelltyper associerade med utvecklingen av autoimmuna och allergiska sjukdomar.

I kontrast, ammade spädbarn matas B. infantis EVC001 snedställde de naiva immuncellerna mot Th1, en immuncelltyp som gör att kroppen kan reagera ordentligt och bli av med farliga patogener. Forskare fann också mycket högre nivåer av interferon Beta (IFNβ) i B. infantis EVC001 isolerar, som är en viktig reglerande medlare som förbättrar kroppens förmåga att kontrollera inflammation och virusinfektioner.

Dessutom, forskningen visar att den unika genetiska kapaciteten hos B. infantis EVC001 för att helt metabolisera bröstmjölksoligosackarider (HMO) producerade bakteriell metabolit indolelactate (ILA). ILA, i tur och ordning, förstärker en allmänt immunreglerande faktor, Galactin-1, effektivt tysta Th2 och Th17.

Mer än 90 procent av nyfödda har en allvarlig brist på B. infantis ; denna studie är ett spännande steg framåt i vår förståelse av rollen som B. infantis EVC001 i den positiva programmeringen av immunceller och hur det faktiskt förändrar immunförsvarets utveckling för att skydda mot inflammation. För första gången har vi kunnat visa att den unika förmågan hos B. infantis EVC001 för att helt bryta ner HMO och överflödet av HMO -användningsgener i mikrobiomet är direkt korrelerat med minskad enterisk och systemisk inflammation. "

Dr Bethany Henrick, Doktorsexamen, Studera först och motsvarande författare och chef för immunologi och diagnostik, Utveckla BioSystems

Studien undersökte utvecklingen av immunförändringar hos 208 spädbarn födda på Karolinska universitetssjukhuset i Sverige mellan april 2014 och december 2019, utvärdera bifidobakteriella arter och andra mikrober som uttrycker HMO -användningsgener. För att ytterligare bedöma de fördelaktiga effekterna av HMO -utnyttjandegen som uttrycker mikrober, en andra kohort av studien involverade 40 ammade barn i Kalifornien, med hälften mottagande B. infantis EVC001, en stam av Bifidobacterium besitter alla HMO -användningsgener, och den andra hälften gav inget tillskott.

"Det här är viktiga fynd eftersom, medan de pekar på det störande faktum att spädbarn saknas B. infantis - tyvärr, nu normen i utvecklade länder - kan inte metabolisera HMO ordentligt och saknar det kritiska fönstret för att utveckla ett hälsosamt immunsystem, det visar också att det finns en enkel fix; att amma barn B. infantis EVC001 tidigt i barndomen kan stänga av inflammatoriska processer och minska livstidsrisken för att utveckla immunförmedlade sjukdomar, "sa doktor Petter Brodin, MD, Doktorsexamen, konsult barnläkare och huvudförfattare till studien och professor i pediatrisk immunologi vid Karolinska institutet i Sverige.

• Att återställa barnets exponering för nyttiga bakterier vid födseln normaliserar mikrobiomutvecklingen
• Ny studie kan leda till mer effektiva och kraftfulla COVID-19-vacciner