Микробы, живущие в кишечнике младенца в течение первого месяца жизни, могут непосредственно воздействовать на развивающуюся иммунную систему, что может привести к более высокому риску аллергии и астмы в детстве, согласно исследованию, проведенному учеными Калифорнийского университета в Сан-Франциско и системы здравоохранения Генри Форда в Детройте.
Опубликованное исследование связывает конкретный состав микробов в кишечнике месячных младенцев с повышенным в три раза риском развития аллергических реакций к двум годам и бронхиальной астмы к четырем. Микробная экосистема присутствует у этих подверженных риску младенцев и производит молекулы, которые уменьшают количество ключевого типа иммунных клеток, предотвращающих аллергию. Исследователи предполагают, что уменьшение числа этих клеток приводит к гиперактивности иммунной системы и в конечном счете к хроническому воспалению. Это открытие представляет возможность разработать новые методы лечения, которые могли бы предотвратить аллергию и астму.
Специалисты считают, что для предотвращения заболевания необходимо раннее вмешательство. В настоящее время дети, как правило, достигают возраста шести или семи лет, когда у них диагностируется астма, при этом она не поддается лечению и контроль заболевания осуществляется с помощью лекарственных препаратов. Но если начало заболевания определяется как нарушение микрофлоры кишечника на самых ранних стадиях постнатальной жизни, это поднимает интересный вопрос: возможно ли изменить микробный состав кишечника, чтобы предотвратить развитие астмы?
Уже более десяти лет ученые пытаются выяснить, почему у некоторых детей развивается астма и аллергия, а у некоторых – нет. Создается впечатление, отмечают они, что микробные сообщества в организме могут стать краеугольным камнем для понимания этой проблемы и целого ряда различных иммунных заболеваний.
С 2003 года одна из лабораторий отслеживала различные ранние факторы риска бронхиальной астмы с учетом расового и социально-экономического разнообразия младенцев, рожденных в Детройте и его окрестностях. В этом исследовании ученые провели повторные назначения в течение первого года жизни, а затем проверили младенцев на наличие аллергии в возрасте двух лет и на развитие бронхиальной астмы на их четвертый день рождения.
Образцы стула с пеленок младенцев были собраны и помещены на лед. Несколько лет спустя с помощью специалистов лаборатории, специализирующейся на исследованиях микробиома человека, образцы были изучены с целью обнаружить различия и на их основе спрогнозировать развитие астмы в дальнейшей жизни детей. С помощью новой генетической технологии, которая не была доступна специалистам еще десять лет назад, был проведен подробный анализ стула ста тридцати младенцев месячного возраста. Это исследование бактериального и грибкового разнообразия в неонатальном кишечнике показало, что детей можно разделить на три группы, каждая из которых характеризуется различными типами бактериальных и грибковых видов в кишечнике.
Оказалось, что меньшинство детей (одиннадцать из ста тридцати) имело в три раза больше шансов на развитие аллергии и астмы, чем остальные. Размер этой группы риска был поразительно согласован со скоростью распространения аллергической астмы в общей популяции, и микробный анализ разнообразия показал, что у этих детей отсутствовали определенные нормальные кишечные бактерии, а также, что они обладают аномально высокими уровнями некоторых грибковых видов.
Чтобы узнать, как эти составляющие кишечника детей с высокой степенью риска могут привести к сверхчувствительным иммунным реакциям, команда ученых изучила метаболические побочные продукты микробов. Они обнаружили, что кишки новорожденных со здоровыми микробиомом содержали широкий спектр молекул, которые могут уменьшить воспаление. Они включают в себя набор молекул жира, или липиды, которые, как подозревают исследователи, питают иммунные клетки, называемые регуляторные Т-клетки, чья работа состоит в том, чтобы сохранить остальную часть иммунной системы под контролем.
В противоположность этому, ключевые противовоспалительные липиды отсутствовали в кишечнике у детей из группы риска. Вместо этого исследователи обнаружили различные жиры, в том числе один, связанный с астмой у взрослых.
Исследователи подозревают, что кишечные микробы играют ключевую роль в обработке пищевых компонентов, таких как жиры, что влияет на воспалительные процессы в кишечнике. Эта работа является одной из первых, выходящих за рамки просто каталогизации различия микробов у детей, ведущих или не приводящих к развитию астмы. Сосредоточив внимание на различиях в микробных функциях, обмене веществ и их влиянии на иммунную функцию можно определить те шаги, которые помогут в предотвращении заболевания.
Исследователи также рассмотрели ряд экологических и социально-экономических факторов, чтобы узнать, почему некоторые дети подвержены особому риску появления этих микробов в кишечнике. Обнаружилась пара прочных связей: младенцы мужского пола более склонны к этим проблемам, чем девочки, а также замечено, что те, у кого не было собак в доме, также были более подвержены риску.
Ученые надеются, что результаты этих двух работ будут стимулировать развитие тестов для выявления признаков нездорового микробиома кишечника у младенцев, чтобы была возможность привести микробные экосистемы к здоровому состоянию.
Источник: Nature Medicine