Studier ger insikter om hur mikrober skyddar tarmhälsan i ett tidigt liv

En ny studie har gett insikter om hur mikrober skyddar tarmhälsan från födseln.

Forskare vid Quadram Institute och University of East Anglia fann att i mycket unga möss, cellerna som täcker tarmen får skydd mot inflammatoriska skador av deras tarmmikrober och metaboliter som dessa producerar. Detta skydd tycks gå förlorat med åldern när mikrobiomkompositionen förändras. En bättre förståelse av samspelet mellan mikrober, tarmslemhinnan och immunsystemet kommer att vara avgörande för sökandet efter terapier för kroniska sjukdomar kopplade till tarmen.

Befolkningen av mikrober, känd som mikrobiomet, spelar en viktig roll för att upprätthålla hälsan från födseln, när de först koloniserades, och sedan när vi åldras. Vad som händer under den mycket tidiga koloniseringsperioden är avgörande eftersom det kan påverka livslång hälsa. En viktig skyddsroll som mikrobiomen spelar är att hjälpa till att säkerställa att tarmen i tarmen är en effektiv barriär. En läckande tarm, 'där den barriären äventyras så att mikrober kan passera, har kopplats till många hälsotillstånd, inklusive ulcerös kolit.

För att hålla tarmfodret i toppskick, kroppen fyller ständigt på cellerna vid försvarets främre linje. Gamla celler går förlorade genom en process som kallas cell-shedding. Detta är vanligtvis mycket kontrollerat men under vissa förhållanden finns det en obalans, som leder till patologisk cellavlossning och utveckling av relaterade hälsotillstånd, såsom ulcerös kolit.

Tidigare arbete av Dr Lindsay Hall och kollegor belyste den viktiga roll som det tidiga tarmmikrobiomet spelar för att reglera cellförskjutning. Finansierat av Wellcome Trust och Biotechnology and Biological Sciences Research Council, denna nya studie syftade till att koppla förändringar i den mikrobiella profilen under mycket tidigt liv med förändringar i cellförlust.

Publicerad i FASEB Journal, studien utfördes med möss, som är en väletablerad preklinisk modell för studier av tarmen och mikrobiomet. De låter forskare simulera förhållanden, till exempel patologisk cellförlust. Dock, hos nyfödda möss, forskarna blev förvånade över att upptäcka att cellförlust inte kunde utlösas på normalt sätt. Neonatala möss verkade vara resistenta mot inducerad cellavskiljning, som skyddade deras tarmbarriär. Men i vuxen ålder, cellavvisande svar var som förväntat och tarmintegriteten hos tarmbarriären hade gått sönder.

Ytterligare analys visade att de cellulära signalvägarna som utlöser cellbortfall var närvarande som normalt. Det som var annorlunda hos nyfödda jämfört med vuxna var ett överflöd av kemiska markörer som indikerade att immunsystemet undertryckte inflammation och andra processer som förhindrade patologisk cellförlust och utveckling av läckande tarm. Några av dessa immunsystemfaktorer är kända för att induceras av specifika medlemmar i mikrobiomet.

Forskarna fann att profilen för mikrobiella arter i mikrobiomet också förändrades dramatiskt med åldern, liksom metaboliterna som mikroberna producerar. Dessa förändringar sammanfaller med förändringar i kosten, flytta till avvänjning och sedan vidare till vuxenmat.

För att besvara frågan om denna signatur var kopplad till skyddet, forskarna störde det nyfödda mikrobiomet med antibiotika, och med hjälp av fekala mikrobiella "poo" -transplantationer från vuxna. Detta återställde den patologiska cellförskjutning i dessa unga möss genom att effektivt ta bort det skydd som det neonatala mikrobiomet gav.

Mer forskning behövs fortfarande för att plocka ut vilka mikrober, eller vilka metaboliter, ge de skyddande effekterna, och se också hur dessa fynd översätts till människor. Men den här studien går på något sätt att reda ut de komplexa interaktionerna mellan mikrober, celler i tarmen, immunsystemet och kosten. Det visar hur denna dynamik förändras snabbt med olika livsfaser. När vi lär oss mer om hur dessa samspel, vi kan börja utveckla riktade terapier till nytta för nyfödda barn, liksom att se till att vi alla får den bästa starten för livslång hälsa.

• Vaginala bakterier kopplade till för tidig födsel
• Studien belyser ett nytt sätt att identifiera antibiotikaresistensgener