תינוקות שזה עתה נולדו אוגרים חיידקים חלוצים במעיים זמן קצר לאחר הלידה עם פוטנציאל לפתח פרוביוטיקה טיפולית אישית חדשה.
במחקר שנערך לאחרונה ב מיקרוביולוגיה של הטבעחוקרים אפיינו את המיקרוביום של המעי של 1,288 יילודים בבריטניה (בריטניה) תוך שימוש במטאנומיה צואה בקנה מידה גדול.
רֶקַע
התיישבות מיקרוביום במעיים אנושית מתחילה בלידה ומושפעת מגורמים סביבתיים ואימהיים. מחקר הביים של הממלכה המאוחדת (BBS) גילה כי העברה אימהית של מתנחלי מעיים ראשוניים משתנה בניתוחים קיסריים ובילודים עם חשיפה לאנטיביוטיקה, וחושפת את חיידקי המעי של יילודים לאורגניזמים עמידים לאנטיביוטיקה.
המחקר מרמז על 'השפעות עדיפות' בהרכבת מיקרוביום מעיים אנושי, שבו רצף ההגעה של מיני המתיישבים הראשוניים משפיע על הרכבת המיקרוביום במהלך רצף ביולוגי ראשוני. עם זאת, מחקר מוגבל הנוגע להשפעות העדיפות בקרב מיקרוביום מעיים של יילודים קיים עקב מעט נתונים אורכיים ברזולוציה גבוהה של מיקרוביום מעי אנושי.
לגבי המחקר
במחקר הנוכחי, חוקרים חקרו את ההשפעות של עדיפות מיקרוביאלית על מיקרוביוטת מעיים של יילודים (NGM). הם הגדילו את השלב הראשון של קבוצת מחקר ה-BBS שלהם (BBS1) ב-688 יילודים בשלב השני (BBS2), כמעט והכפילו את מאמץ הדגימה.
המחקר כלל ילודים בריאים בטווח מלא. הורים אספו את דגימות הצואה שלהם בבית בשלושת השבועות הראשונים לחייהם (יום 4, שבוע 1 ושבוע 3) ובהמשך בינקות. חוקרים השיגו דגימות צואה של האם בבית החולים בסביבות זמן הלידה. כאשר הם אספו דגימות צואה, אמהות מילאו טופס קצר על הרגלי האכלה וחשיפה לאנטיביוטיקה. רצף גנום שלם העריך את הדגימות באמצעות מסד הנתונים של טקסונומיה של הגנום (GTDB).
החוקרים בחנו שלוש תת-קבוצות BBS2: 183 דיאדות של ילודים-אם (14% ממשתתפי המחקר), 359 דגימות של שלב היילוד (28%) ו-302 דגימות יילודים ותינוקות (23%). חלוקה סביב צבירת מדואידים (PAM) על 1,904 מטאנומים של מעי ילודים BBS זיהתה את המתיישבים העיקריים המניעים את מבנה הקהילה המיקרוביאלית של המעי לאורך תקופת היילוד. גישת Dirichlet multinomial mix (DMM) אישרה את התוצאות.
החוקרים השתמשו ב-1,249 מבודדים איכותיים (N = 133) ובגנומים המורכבים ממטגנומים מדגימות מדינת הקהילה הקשורות לזיהוי הבדלים תפקודיים בין מדינות קהילת NGM. רגרסיות לוגיסטיות רב-משתניות בעלות השפעה קבועה קבעו את יחסי הסיכויים המתואמים (AOR), תוך שליטה על מבלבלים פוטנציאליים. ניתוח רגישות הראה מאפיינים הקשורים למדינת קהילת ה-NGM שהשתנו בין השבוע הראשון לשלושה.
החוקרים יצרו קווי גנוטוביוטיים מונו-קולוניים של עכברי C57BL/6N מסוג פרא באמצעות מתן דרך הפה וחשיפה יומית ל-2'-fucosylactose (2'-FL) במי שתייה. הם השיגו דגימות צואה של עכברים לספירת מושבות, ותגובת שרשרת פולימראז כמותית (qPCR) קבעה את העומס החיידקי המוחלט. החוקרים הדביקו את העכברים בפתוגנים אופורטוניסטיים, E. faecalis או K. oxytoca.
תוצאות
הצוות חילק את ה-NGM לשלוש מדינות. חיידק מסוים שלט בכל מדינה. משתנים מארח ומשתנים קליניים כגון גיל האם, זוגיות ומוצא אתני קבעו מצבים אלו. אמהות אסייתיות היו בסבירות גבוהה יותר מאמהות לבנות לפתח BB (AOR, 2.1) אך פחות סבירות להכיל EF (AOR, 0.6). הקהילה המדינה עם E. faecalis הדומיננטיות הראתה הרכבה של מיקרוביום סטוכסטי והעלאת עומסי הפתוגנים באופן מתמשך בינקות.
בניגוד לכך, מדינות הקהילה הנשלטות על ידי Bifidobacterium, כלומר Bifidobacterium longum ו B. breveהדגימו מכלולי מיקרוביום יציבים עם עמידות להתנחלות מיקרוביאלית ארוכת טווח, ככל הנראה כתוצאה מהתאמות תפקודיות בזנים ספציפיים לתזונה עשירה בחלב אם. שיטות DMM ו-PAM הניבו תוצאות עקביות על הקצאות מדינות קהילתיות והרכבי חיידקי ליבה. מדינות הקהילה היו נוכחות בכל תקופות הדגימה בקרב משתתפי BBS. הממצאים מצביעים על כך B. breve, ב לונגוםו E. faecalis לשלוט בחיים המוקדמים אצל יילודים.
ב. לונגום ו E. faecalis הציגו מגוון מיקרוביאלי רב יותר, בעוד מינים רבים אחרים התקיימו יחד עם המין המניע. הפיתוח של א E. faecalis מצב הקהילה היה קשור באופן עצמאי ללידה בניתוח קיסרי וקבלת אנטיביוטיקה תוך לידה במהלך הלידה. Bifidobacterium breve הייתה המדינה הקהילתית היחידה שהושפעה ממאפייני המארח אך לא הושפעה מגורמים קליניים. B. breve לגנומים יש את האנזים הנדרש לחילוף החומרים של הרכיב הנפוץ ביותר של קופת חולים, 2′-FL, שהוא נדיר ב-BL (5.0%) וחסר ב-E. faecalis.
המחקר מצא כי המיקרוביוטה של המעי של היילוד נפרדה לשלוש מדינות קהילה, שכל אחת מהן נשלטת על ידי מין חיידקי מסוים. הצוות מצא Bifidobacterium breveב. לונגום subs. longumו E. faecalis כמניעים טקסונומיים בכל מדינה.
בהתאם לתצפית האנושית, Bifidobacterium breve הציג השפעות עדיפות עם עמידות להתנחלות פתוגנים במודל העכבר, תוך שימת דגש על החשיבות של ביפידובקטריה מינים כמתיישבים ראשוניים במעיים בהשפעה על ארגון ותפקוד המיקרוביום במהלך החיים המוקדמים. רצף מיני המתיישבים העיקרי משפיע על היווצרות המיקרוביוטה של המעי של יילוד, וכך גם משתנים טרום לידתיים וסביב הלידה.
המחקר מציע אסטרטגיית בחירת מינים הגיונית עבור מחקרים התערבותיים של תינוקות וטיפולים מהדור הבא.
