Многие заболевания, вызванные нарушением регуляции иммунной системы, такие как аллергия, астма и аутоиммунитет, можно проследить до событий в первые несколько месяцев после рождения. На сегодняшний день механизмы развития иммунной системы до конца не изучены. Теперь исследователи из Каролинского института показывают связь между грудным молоком, полезными кишечными бактериями и развитием иммунной системы. Исследование опубликовано в Cell.
"Возможное применение наших результатов – превентивный метод снижения риска аллергии, астмы и аутоиммунных заболеваний в более зрелом возрасте, помогая иммунной системе установить свои регуляторные механизмы," говорит последний автор статьи Петтер Бродин, педиатр и исследователь Департамента здоровья женщин и детей Каролинского института. "Мы также считаем, что определенные механизмы, выявленные в ходе исследования, могут в конечном итоге привести к другим видам лечения таких заболеваний, а не только к профилактическому."
Заболеваемость аутоиммунными заболеваниями, такими как астма, диабет 1 типа и болезнь Крона, растет среди детей и подростков в некоторых частях мира. Эти болезни изнурительны, но не так распространены в странах с низким уровнем доходов, как в Европе и США.S..
Давно известно, что риск развития этих заболеваний во многом определяется событиями раннего возраста; например, существует корреляция между ранним применением антибиотиков и повышенным риском астмы. Также известно, что грудное вскармливание защищает от большинства этих расстройств.
Существует связь между специфическими защитными бактериями на коже, в дыхательных путях и кишечнике, а также снижением риска иммунологических заболеваний. Тем не менее, еще многое предстоит узнать о том, как эти бактерии формируют иммунную систему.
Исследователи из Каролинского института, Evolve Biosystems, Inc, Калифорнийского университета в Дэвисе, Университета Небраски, Линкольна и Университета Невады в Рино изучали, как иммунная система новорожденных адаптируется и формируется под воздействием многих бактерий, вирусов, питательных веществ и других факторов окружающей среды. факторы, которым ребенок подвергается в течение первых нескольких месяцев жизни.
Более ранние исследования показали, что бифидобактерии распространены среди детей, находящихся на грудном вскармливании, в странах с низкой заболеваемостью аутоиммунными заболеваниями.
Грудное молоко богато HMO (олигосахариды грудного молока), которые младенцы не могут усвоить самостоятельно. Производство этих сложных сахаров вместо этого связано с эволюционным преимуществом питания определенных кишечных бактерий, которые играют важную роль в их иммунной системе. Бифидобактерии – один из таких классов бактерий.
"Мы обнаружили, что у младенцев, кишечная флора которых может разрушать ОПЗ, меньше воспалений в крови и кишечнике," говорит профессор Бродин. "Вероятно, это связано с уникальной способностью бифидобактерий расщеплять ОПЗ, расширяться у грудных детей и оказывать благотворное влияние на развивающуюся иммунную систему в раннем возрасте."
Младенцы, которые находились на грудном вскармливании и получали дополнительные бифидобактерии, имели более высокие уровни в кишечнике молекул ИЛА и галектина-1. ILA (индол-3-молочная кислота) необходима для превращения молекул HMO в пищу; Галектин-1 играет центральную роль в активации иммунного ответа на угрозы и атаки.
По словам исследователей, галектин-1 – это недавно открытый и важный механизм сохранения бактерий с полезными противовоспалительными свойствами в кишечной флоре.
Результаты основаны на 208 грудных младенцах, родившихся в больнице Каролинского университета в период с 2014 по 2019 год. Исследователи также использовали новые методы для анализа иммунной системы даже на основе небольших образцов крови. Кроме того, в Калифорнийском университете была разработана вторая когорта, в которой младенцы находились на исключительно грудном вскармливании, а половина – на B. Infantis были проанализированы на воспаление кишечника.
Одним из ограничений исследования является то, что исследователям не удалось изучить иммунную систему непосредственно в кишечнике, и им пришлось прибегать к образцам крови. Не все аспекты иммунной системы кишечника можно увидеть в крови, но брать биопсию кишечника у здоровых новорожденных неоправданно с этической точки зрения.
Теперь исследователи надеются следить за младенцами участников в течение более длительного времени, чтобы увидеть, у каких из них развивается атопическая экзема, астма или аллергия.
"Мы планируем новый эксперимент с использованием бактериального замещения, чтобы увидеть, сможем ли мы помочь всем младенцам иметь более здоровый иммунологический старт в жизни," говорит профессор Бродин. "Мы также работаем с другими исследователями, чтобы сравнить развитие иммунной системы у шведских младенцев с младенцами, которые растут в сельских районах Африки к югу от Сахары, где заболеваемость аллергией намного ниже."