חומר תזונתי בחלב אם מגביר את התפתחות המערכת החיסונית לטווח ארוך

חומצה טרנס-וואצנית (TVA), חומצת שומן הטראנס הנפוצה ביותר שנמצאת בחלב אם אנושי, מסייעת להגביר את התפתחות המערכת החיסונית ויש לה השפעות ארוכות טווח על בריאות מערכת החיסון בעכברים, כך עולה ממחקר חדש של חוקרים מאוניברסיטת שיקגו.

המחקר, שפורסם השבוע ב מַדָעהראו כי נקבות עכברים מיניקות שניזונו מתזונה מועשרת ב-TVA העבירו את החומר התזונתי לגורים שלהם, מה שהוביל לייצור מוגבר של תאי חיסון במהלך ההתפתחות המוקדמת. ניתוחים גנטיים הראו גם שחשיפה ל-TVA במהלך הנקה תכנת מחדש תאי חיסון לשיפור התגובות לפתוגנים. עכברים שהונקו בחלב מועשר ב-TVA הגיבו מהר יותר לזיהומים עם וירוסים או חיידקים נפוצים, אפילו בבגרות.

ידוע שההנקה חשובה להתפתחות החיסונית של יילודים ולבריאות הכללית, אבל חלב אם הוא כל כך מורכב, שנראה כמעט בלתי אפשרי שמולקולה אחת תספיק כדי לשנות את ההתפתחות החיסונית של התינוק. לכן, זה היה מאוד מפתיע לראות שבשלב הפיתוח המכריע הזה, לרכיב תזונתי אחד שמקורו בדיאטה של ​​האם ומועבר דרך הנקה יש השפעה עצומה כל כך."

ג'ינג צ'ן, דוקטורט, פרופסור השירות הנכבד לרפואה ג'נט דייוויסון רולי ב- UChicago ואחד הכותבים הבכירים של המחקר החדש

הטבעה חיסונית לטווח ארוך

חומצה טרנס-וואצנית היא חומצת שומן ארוכת שרשרת הנמצאת בבשר ובמוצרי חלב מבעלי חיים מרעה כגון פרות וכבשים. גוף האדם והעכבר אינם יכולים לייצר TVA בעצמו, ולכן יש להשיגו באמצעות דיאטה. במחקר משנת 2023, חן ועמיתיו מצאו שזה משפר את יכולתם של תאי CD8+ T לחדור לגידולים ולהרוג תאי סרטן בעכברים בוגרים. מכיוון ש-TVA מצוי בשפע גם בחלב אם אנושי, החוקרים רצו להבין כיצד היא עשויה להשפיע על התפתחות החיסון בשלב מוקדם בחיים.

בסדרה של ניסויים בעכברים, הצוות האכיל אמהות מניקות בתזונה מועשרת ב-TVA. החומר התזונתי הועבר לגורים שלהם דרך חלב אם, שם הוא קידם התפתחות של אוכלוסיית תאי חיסון רחבה ויעילה יותר, במיוחד תאי CD4+ T החשובים לחסינות הסתגלותית.

בעבודה עם Chuan He, PhD, פרופסור השירות המצטיין לכימיה של ג'ון טי ווילסון ומחבר בכיר של המחקר, החוקרים ערכו גם ניתוחים גנטיים שחשפו כיצד TVA מוגברת סייעה לתכנת מחדש תאי CD4+ T בעכברים באופן שהעביר את התגובות החיסוניות הטבעיות שלהם לטובת מאבק נגד חיידקים ופתוגנים אחרים, במקום להגיב לאנטיגנים. ניסויים מאוחרים יותר הראו שכאשר עכברים שגודלו על חלב אם מועשר ב-TVA נחשפו לנגיף השפעת או סלמונלה, הם הגיבו מהר יותר והיו להם שיעורי הישרדות טובים יותר מאשר לבקרות.

מעניין, יתרון זה הופיע רק כאשר עכברים נחשפו ל-TVA במהלך ההנקה. לגורים שנחשפו ל-TVA באמצעות תזונת האמהות במהלך ההיריון, אך יונקו לאחר מכן על ידי אם אומנה שלא הייתה בדיאטה עשירה ב-TVA, לא היו תגובות משופרות אלו לזיהום.

"ראינו שרק חשיפה לאחר לידה ל-TVA דרך הנקה חשובה לאימון תאי ה-T של יילודים, ולכך יכולות להיות השפעות החתמה ארוכות טווח", אמרה צ'ן. "אפילו בבגרות, כשאתגרנו את העכברים עם שפעת, אלה שנחשפו לרמות TVA גבוהות יותר במהלך ההנקה הגיבו טוב יותר כשהם נאבקו בזיהום."

צ'ן גם שיתפה פעולה עם אריקה קלוד, MD, פרופסור משפחת סטפן לרפואת ילדים ומנהלת מרכז UChicago למדע של מסלולים מוקדמים (SET), החוקרת את הביולוגיה של התפתחות מוקדמת בחיים על בריאות ורווחה לטווח ארוך. עבודתו של קלוד עם מרכז SET משלימה את העניין רב השנים של חן בהשפעת התזונה על התפתחות המערכת החיסונית ותוצאות הבריאות. צוות המחקר עבד עם פלטפורמת Metabolomics במרכז UChicago Comprehensive Cancer, בראשותו של Hardik Shah, כדי לנתח את רמות TVA בחלב אם ובדגימות דם מאמהות מיניקות ותינוקות ממאגר ביולוגי שמתוחזק על ידי מרכז SET.

הם מצאו שרמות TVA גבוהות יותר בחלב אם היו קשורות קשר הדוק לרמות TVA גבוהות יותר בדם של תינוקות. בפגים, רמות של TVA במחזור היו מתאם עם שינויים דומים בתגובות החיסון לאלו שראו החוקרים בעכברים. רמות TVA גבוהות יותר בחלב אם אנושי היו קשורות גם לסיכון מופחת לדיספלזיה ברונכופולמונרית, מחלת ריאות דלקתית כרונית הפוגעת בפגים עם ריאות לא מפותחות ורגישות מוגברת לזיהום בדרכי הנשימה.

"שאלה שיש לה השפעה עצומה על הבריאות"

צ'ן אמר שעבודה עם שותפים כמו He, עם הניסיון הרב שלו בריצוף RNA וניתוח אפיגנטי, וקלוד, עם המומחיות שלה בהתפתחות תינוקות מוקדמת, הייתה מכרעת להצלחת המחקר הזה. "זה היה באמת 'מדע צוות'. זה בהחלט משקף את הסביבה השיתופית הנהדרת כאן ב- UChicago", אמר. "זה הצד החזק שלנו, עם שלוש מחלקות שונות שעובדות יחד כדי לטפל בשאלה שיש לה השפעה עצומה על הבריאות".

עם מחקרים רבים שמראים כעת את היתרונות החיסוניים של TVA, במיוחד בתקופת החיים המוקדמת, צ'ן אמר שהוא מקווה שיהיו מחקרים נוספים על האפשרויות להשלמת דיאטות עם TVA במהלך ההריון וההנקה או הוספה לפורמולת תינוקות. הצוות רוצה לחקור חומצות שומן וחומרי תזונה אחרים המצויים בחלב אם כדי להבין גם את היתרונות שלהם.

"יש קרוב ל-40 חומצות שומן בסך הכל בחלב אם, יחד עם מאות מרכיבים נוספים", אמר צ'ן. "אז, אני חושב שזה בטוח עבורנו לומר שאנחנו מאמינים שיכולות להיות חומצות שומן וחומרי תזונה נוספים שיכולים לעשות משהו דומה."

המחקר, "חומצה טרנס-וואצנית אימהית מעצבת התפתחות תאי T של יילודים והטבעה חיסונית בשלב מוקדם", נתמך על ידי המכון הלאומי לבריאות, המכון הלאומי לסרטן, מרכז לודוויג ב-UCChicago, מלגת סיגל באימונו-אונקולוגיה וקרן המתנות של קרן Harborview.

מחברים נוספים כוללים את Hao Fan, Zhong Zheng, Kaitlyn Oliphant, Jiacheng Li, Cheng Wei Ju, Brandon Trandai, Jiayi Tu, Freya Q. Zhang, Rukang Zhang, Zhicheng Xie, Chunzhao Yin, Chufan Cai, Megan S. Kennedy, Tess McNeely, Candace M. Mugene. Robert and Gökhan M. מ- UChicago; ריאן מאק וג'יוואנג ז'אנג מאוניברסיטת לויולה בשיקגו; ליי דונג מהמרכז הרפואי הדרום-מערבי של אוניברסיטת טקסס; Rui Su ממכון המחקר בקמן של עיר התקווה; Camilia R. Martin מ-Weill Cornell Medicine; בריאן טי ליידן מאוניברסיטת אילינוי שיקגו; והונגבו צ'י מבית החולים לחקר הילדים של סנט ג'וד.