Seki и другие установили полный профиль микробиоты, иммунного и нейрофизиологического развития у недоношенных детей с определенным временным разрешением. Их исследования связали становление микробиома в раннем возрасте с иммунологическим и неврологическим развитием, выявив биомаркеры-кандидаты перинатального повреждения головного мозга. В итоге (слева) их результаты показали, что провоспалительный ответ Т-лимфоцитов коррелирует с подавлением электрокортикального созревания. γδ Т-клетки, по-видимому, имеют центральное значение для этого подавления и патогенеза повреждения мозга. Кроме того, чрезмерный рост клебсиелл в желудочно-кишечном тракте был очень предсказуемым для повреждения мозга. Справа проявления таких повреждений головного мозга показаны в виде репрезентативных изображений магнитного резонанса черепа (кМРТ) в возрасте, эквивалентном сроку внутрижелудочкового кровоизлияния (ВЖК; верхний правый угол) и перивентрикулярная лейкомаляция (ПВЛ, нижний правый угол).
Чрезвычайно недоношенные дети подвергаются высокому риску повреждения головного мозга. Исследователи Венского университета и Венского медицинского университета нашли возможные цели для раннего лечения такого повреждения вне мозга: бактерии в кишечнике недоношенных детей могут играть ключевую роль. Исследовательская группа обнаружила, что разрастание желудочно-кишечного тракта бактерией Klebsiella связано с повышенным присутствием определенных иммунных клеток и развитием неврологических повреждений у недоношенных детей. Исследование опубликовано в журнале Cell Host & Microbe .
Содержание
Сложное взаимодействие: ось кишечник-иммунитет-мозг
Раннее развитие кишечника, мозга и иммунной системы тесно взаимосвязаны. Исследователи называют это осью кишечник-иммунитет-мозг. Бактерии в кишечнике взаимодействуют с иммунной системой, которая, в свою очередь, контролирует кишечные микробы и вырабатывает на них соответствующие реакции. Кроме того, кишечник контактирует с мозгом через блуждающий нерв, а также через иммунную систему.
«Мы исследовали роль этой оси в развитии мозга крайне недоношенных детей», — говорит первый автор исследования Дэвид Секи. «Микроорганизмы микробиома кишечника — жизненно важная совокупность сотен видов бактерий, грибов, вирусов и других микробов — находятся в равновесии у здоровых людей. Однако, особенно у недоношенных детей, иммунная система и микробиом которых не способны «чтобы полностью развиться, вполне вероятно, что произойдут сдвиги. Эти сдвиги могут привести к негативным последствиям для мозга», — объясняет микробиолог и иммунолог.
Паттерны в микробиоме дают ключ к разгадке повреждения головного мозга
«Фактически, мы смогли идентифицировать определенные закономерности в микробиоме и иммунном ответе, которые четко связаны с прогрессированием и тяжестью травмы головного мозга», — добавляет Дэвид Берри, микробиолог и глава исследовательской группы Центра микробиологии и окружающей среды. Системная наука (CMESS) Венского университета, а также операционный директор Объединенной лаборатории микробиома Венского медицинского университета и Венского университета. «Что особенно важно, такие закономерности часто проявляются до изменений в головном мозге. Это предполагает критическое временное окно, в течение которого можно предотвратить ухудшение или даже избежать повреждения головного мозга крайне недоношенных детей».
Комплексное исследование развития крайне недоношенных детей
Отправными точками для разработки соответствующих методов лечения являются биомаркеры, которые удалось идентифицировать междисциплинарной команде. «Наши данные показывают, что чрезмерный рост бактерии Klebsiella и связанный с этим повышенный уровень γδ-Т-клеток могут явно усугубить повреждение головного мозга» , — объясняет Лукас Висгрилл, неонатолог из отделения неонатологии, детской реанимации и нейропедиатрии отделения педиатрии. и подростковая медицина в Венском медицинском университете.
«Нам удалось отследить эти закономерности, потому что для очень конкретной группы новорожденных мы впервые подробно исследовали, как развивается микробиом кишечника, иммунная система и мозг и как они взаимодействуют в этом процессе», — добавляет он. В исследовании наблюдали в общей сложности за 60 недоношенными детьми, рожденными до 28 недель беременности и весом менее 1 килограмма, в течение нескольких недель или даже месяцев. Используя самые современные методы — команда исследовала микробиом с помощью секвенирования гена 16S рРНК, среди других методов — исследователи проанализировали образцы крови и стула, записи мозговых волн (например, аЭЭГ) и МРТ-изображения мозга младенцев.
Исследования продолжаются двумя исследованиями
Исследование, которое является межвузовским кластерным проектом под совместным руководством Анжелики Бергер (Венский медицинский университет) и Дэвида Берри (Венский университет), является отправной точкой для исследовательского проекта, который будет исследовать микробиом и его значение для еще более основательно неврологическое развитие недоношенных детей. Кроме того, исследователи продолжат следить за детьми, участвовавшими в первоначальном исследовании.
«Как развиваются моторные и когнитивные навыки детей, становится очевидным только через несколько лет», — объясняет Анжелика Бергер.«Мы стремимся понять, как это очень раннее развитие оси кишечник-иммунный мозг будет развиваться в долгосрочной перспективе». Наиболее важные партнеры по сотрудничеству в проекте уже участвуют: «Родители детей поддержали нас в исследовании с большой интерес и открытость », — говорит Дэвид Секи. «В конечном счете, это единственная причина, по которой мы смогли получить эту важную информацию. Мы очень благодарны за это».
