Однако у младенцев, рожденных недоношенными, исследователи из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе обнаружили, что популяция бактерий в желудочно-кишечном тракте младенцев может больше зависеть от их биологического состава и гестационного возраста при рождении, чем от факторов окружающей среды. Ученые обнаружили, что бактериальные сообщества собираются в упорядоченном, скоординированном развитии, причем скорость этого объединения самая медленная у младенцев, рожденных наиболее преждевременно.
«Ваши самые ранние кишечные микробы, вероятно, будут иметь последствия на всю жизнь, но мы очень мало знаем о том, как собираются эти микробные сообщества», — сказал старший автор Филлип И. Тарр, доктор медицины, профессор педиатрии Мелвина Э. Карнахана. «Формируются ли эти популяции в результате случайных встреч, когда кишечник младенца поддерживает рост бактерий, которые случайно попадают в этот орган? Или хозяин играет роль в отборе микробов? Наши исследования показывают, что кишечник предназначен для определения бактерии, которые населяют его. На 33–36 неделях после зачатия у недоношенных детей в кишечнике появляются очень похожие микробные популяции ».
Исследование появится 11 августа в раннем онлайн-издании Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).Бактериальная колонизация имеет долговременные эффекты — влияет на здоровье и развитие, иммунную функцию, устойчивость к инфекциям и предрасположенность к воспалительным и метаболическим нарушениям — но до сих пор мало что было известно о том, как микробы попадают туда.Сотрудники Института генома Медицинской школы Вашингтонского университета использовали секвенирование ДНК для подсчета бактериальных популяций в 922 образцах стула 58 недоношенных детей. Младенцы, пациенты отделения интенсивной терапии новорожденных (NICU) детской больницы Сент-Луиса, имели гестационный возраст от 23 до 33 недель и весили 1500 граммов (3 фунта, 5 унций) или меньше.
Исследователи обнаружили, что различные соотношения трех основных классов бактерий последовательно колонизировали кишечник недоношенных детей. В самом начале жизни доминировала группа бактерий под названием бациллы. Затем стал широко распространен класс, известный как Gammaproteobacteria.
В-третьих, процветал класс, идентифицированный как Clostridia. Факторы окружающей среды — в том числе, были ли роды младенцы вагинальными или кесаревыми, давали ли им антибиотики, их возраст, когда брали образцы стула, и их рацион — влияли на темп, но не на порядок прогрессирования.
Исследователи отметили резкие изменения в бактериальном составе каждого кишечника на протяжении 36 недель гестационного возраста, но обнаружили, что каким-то образом кишечные экосистемы приспособились и вернулись к тому, что казалось предопределенным прогрессированием бактериальной колонизации.«Иногда резкие изменения были в том же направлении, что и общий прогресс, а иногда — нет», — сказал Тарр, который также является директором отделения детской гастроэнтерологии и питания. «Это было непредсказуемо. Но в конечном итоге пропорции популяции исправятся, и эти три класса бактерий останутся основными компонентами».Вооруженные знаниями о том, что происходит в пищеварительной системе недоношенных детей в контролируемой среде, следующая цель исследователей состоит в том, чтобы определить, что происходит в системах недоношенных детей, у которых тоже не все хорошо, особенно с теми, кто страдает некротическим энтероколитом (NEC).
НЭК — разрушительное заболевание у недоношенных детей, которое вызывает отмирание тканей выстилки кишечной стенки. Синдром возникает у 10% недоношенных детей и заканчивается смертельным исходом в 25–35% случаев.
Ученые считают, что микробы кишечника играют определенную роль в заболевании.«Исследования не повлияли ни на профилактику, ни на лечение НЭК», — заявила соавтор исследования Барбара Уорнер, доктор медицинских наук, профессор педиатрии, лечащая пациентов в детской больнице Сент-Луиса. «Святой Грааль — это профилактика, и если многое из того, что происходит в кишечнике, зависит от хозяина, это исследование может помочь нам определить, что именно увеличивает риск развития НЭК у ребенка, и помочь нам нацелить лечение».
Уорнер сказала, что она и ее коллеги еще не знают значения трех классов бактерий, которые преобладали в микробиоте кишечника недоношенных детей. Но из трех, по ее словам, гаммапротеобактерии наиболее интересны, потому что они связаны с воспалением и потому, что в кишечнике младенцев было очень много этих микробов.
В кишечнике здорового ребенка старшего возраста гаммапротеобактерии обычно составляют менее 1 процента бактерий. Однако в этом исследовании более 50 процентов бактерий в кишечнике многих недоношенных детей были гаммапротеобактериями.
А у некоторых младенцев эта группа микробов составляла более 80 процентов бактерий.Что это означает для недоношенных детей и как это может повлиять на них в долгосрочной перспективе, входят в число вопросов, поднятых новым исследованием, сказали Уорнер и Тарр.
«Это самый крупный и интенсивный отбор проб кишечника новорожденного, когда-либо проводившийся с использованием современных технологий секвенирования, и мы считаем, что данные этого исследования будут чрезвычайно полезны для понимания кишечника человека», — сказал Тарр. «Это наш первый взгляд на то, как происходят эти самые ранние в жизни бактериальные колонизации — события, которые могут иметь последствия на всю жизнь».