Nathan Devery | Shutterstock
I en första klinisk prövning med barn i Bangladesh, en kombination av näringsämnen från bananer, jordnötter, soja och kikärter-alla livsmedel som var prisvärda och kulturellt acceptabla-reparerade barnens tarmmikrobiomer genom att öka viktiga tillväxtfrämjande mikrober.
Studien, som nyligen publicerades i tidningen Vetenskap, genomfördes av ett tvärvetenskapligt team av forskare vid Washington University School of Medicine i St. Louis och International Center for Diarrheal Disease Research i Dhaka, Bangladesh.
Fynden ger tyngd åt uppfattningen att tillväxt under spädbarn och barndom är kopplad till en sund utveckling av tarmmikrobiomet efter födseln.
Vi fann att barn som är undernärda har ofullständigt bildat tarmmikrobiella samhällen jämfört med sina friska motsvarigheter. Därför, vi började designa terapeutiska livsmedel för att reparera denna omogenhet och avgöra om en sådan reparation skulle återställa en sund tillväxt, ”
Jeffrey Gordon, Seniorförfattare
Undernäring i barndomen representerar en global hälsofråga, med brist på tillgång till tillräckliga mängder prisvärda, näringsrik mat vilket innebär att cirka 150 miljoner barn under fem år är undernärda, enligt Världshälsoorganisationen.
Förutom att undernärda barn är svaga och långsammare för att nå utvecklingsmilstolpar, de har ofullständiga eller omogna tarmmikrobiomer, jämfört med barn i samma ålder som är friska.
Nuvarande matterapier som har utformats för att ta itu med problemet ökar nivåerna av viktiga näringsämnen i barns kost. Även om de konsumerar dessa livsmedel gör barn mindre benägna att dö, andra konsekvenser av undernäring som hämmad tillväxt, dålig immunitet och nedsatt kognitiv funktion svarar i stort sett inte på de terapeutiska livsmedlen.
Dock, Gordon tror att det beror på att maten inte har utformats baserat på effekterna de har på hur tarmmikrobiomet utvecklas.
Nu, Gordon och kollegor har studerat de viktigaste typerna av bakterier som finns i tarmarna hos friska barn och testat vilka kombinationer av livsmedelsingredienser som ökar dessa bakteriesamhällen hos möss och grisar.
De testade sedan dieterna i en månadsprov med 63 barn från Bangladesh, 12 till 18 månader, som hade fått diagnosen måttlig akut undernäring. Barnen var sjuka, men ännu inte nära att dö.
Barnen tilldelades slumpmässigt till en av fyra terapeutiska livsmedelsgrupper. I tre av grupperna, varje barn konsumerade en av tre nydesignade livsmedel, medan varje barn i den fjärde gruppen fick en standardmatterapi som inte hade utvecklats med tanke på den inverkan den kan ha på tarmmikrober.
Medan barnen återhämtar sig, laget använde en uppsättning mätverktyg som hade utformats baserat på framsteg inom genomisk medicin. Verktygen möjliggjorde en mycket mer detaljerad definition av de genomiska egenskaperna som är kopplade till undernäring, mekanismerna bakom undernäring och behandlingseffekt.
Forskarna fann att en terapeutisk mat sticker ut från resten, som var en kombination av näringsämnen som finns i bananer, jordnötsmjöl, kikärtor, och soja.
Vid mätning av 1, 300 blodproteiner, inklusive de som är kopplade till bentillväxt, immun funktion, ämnesomsättning, och hjärnans utveckling, teamet fann att en pasta som består av dessa ingredienser orsakade en förskjutning mot ett hälsosamt tillstånd, jämfört med vad som sågs i de andra grupperna.
Teamet fann också att barn som fick just denna matkombination hade bakteriella tarmsamhällen som hade förändrats på ett sätt som liknade de mikrobiella samhällena som fanns hos friska barn i samma ålder.
Det råder osäkerhet om vilka livsmedel som är bäst att administrera under kompletteringsfodringen - när barn övergår från exklusiv mjölkmatning till fast föda. Våra studier inspirerades av tanken att dessa vanliga, prisvärd, kulturellt godtagbara kompletterande livsmedel kan innehålla ingredienser som eftertraktas av nyckelmikrober som är underrepresenterade och underpresterande i tarmmikrobiomer hos undernärda barn. Dessa mikrober var våra terapeutiska mål. "
Jeffrey Gordon, Seniorförfattare
Gordon bekräftar att det var bananen, jordnöt, kikärt och soja kombination som var den mest effektiva för att reparera tarmmikrobiomet hos både djur och människor, med andra dieter som huvudsakligen består av linser eller ris som inte klarar sig så bra och ibland till och med skadar tarmen mer. Han säger att det ännu inte är klart varför just dessa livsmedel fungerar så bra, men att en mycket större prövning nu pågår för att testa hur kosten påverkar barns vikt och längd på lång sikt.
"Detta är en gemenskap av mikrober som sträcker sig långt bortom tarmen. Det är intimt kopplat till hälsostatus och vi måste ta reda på mekanismerna så att de också kan repareras senare i livet."
Gordon betonade att deras försök att reparera de störda tarmmikrobiomerna hos undernärda barn har potential att ge mer informerade riktlinjer för att mata spädbarn under de första åren av livet på ett sätt som ökar sannolikheten för att de utvecklar friska tarmmikrobiomer.
"Vi måste vara effektiva förvaltare av våra barns värdefulla mikrobiella resurser. Om vi är, effekterna kan vara långlivade och inleda en ny dimension för förebyggande medicin-en som börjar med deras utveckling av mikrobiomer, "avslutar han.