Præbiotisk GOS og Lactoferrin med jerntilskud

Jernmangel, den vigtigste årsag til anæmi globalt, påvirker mere end to milliarder individer, overvejende spædbørn, børn og kvinder i den fødedygtige alder. Jernmangel svækker kognitiv og adfærdsmæssig udvikling i barndommen, kompromitterer immunrespons, nedsætter fysisk ydeevne, og når det er alvorligt, øger det dødeligheden blandt spædbørn, børn og gravide kvinder. Effektiv forebyggelse og behandling af jernmangel bruger jerntilskud eller forstærkende midler til at øge oralt jernindtag. Generelt absorberes kun en lille del af det tilsatte jern i den øvre tyndtarm, hvor 80 % eller mere passerer ind i tyktarmen. Fordi jern er et essentielt mikronæringsstof for vækst, spredning og persistens for de fleste tarmmikrober, har stigningen i jerntilgængelighed dybtgående virkninger på sammensætningen og metabolismen af ​​tarmmikrobiota. Især er jern en primær determinant for kolonisering og virulens for de fleste enteriske gram-negative bakterier, herunder salmonella, Shigella og patogen Escherichia coli. Kommensale tarmmikroorganismer, hovedsageligt af slægterne Bifidobacterium og Lactobacillus, kræver lidt eller intet jern, giver en barriereeffekt og kan hæmme patogenvækst ved en række forskellige metoder, herunder sekvestrering af jern, konkurrence om næringsstoffer og stabilisering af tarmepitelsteder for tarmbarrieren funktion, og produktion af antibakterielle peptider og organiske syrer, der sænker pH. Stigninger i uabsorberet jern kan fremme væksten af ​​virulente enteropatogener, der overvælder barrierestammer og forstyrrer tarmmikrobiotaen.

Vi antager, at kombinationen af ​​præbiotisk GOS med bovint lactoferrin (bLF), der tilføjer jernsekvestrering, antimikrobielle og immunmodulerende aktiviteter, vil give praktisk talt fuldstændig beskyttelse mod de negative virkninger af tilsat jern på tarmmikrobiotaen. Vores forskning har to specifikke mål:

1. at udføre et randomiseret, kontrolleret dobbeltblindt 9-måneders klinisk forsøg med 6-måneder gamle kenyanske spædbørn, der sammenligner virkningerne på tarmmikrobiomsammensætningen blandt grupper, der modtager forstærkning i hjemmet i 6 måneder med mikronæringspulver indeholdende 5 mg jern (som natriumjern EDTA [2,5 mg] og ferrofumarat [2,5 mg]) og (i) galacto-oligosaccharider (GOS; 7,5 g), (ii) bovint lactoferrin (bLF, 1,0 g), (iii) GOS (7,5 g) og bLF (1,0) g), og (iv) ingen GOS eller bLF. Hvert spædbarn vil derefter blive fulgt i yderligere 3 måneder for at bestemme de langsigtede virkninger af behandlingerne.
2. at undersøge mekanismer af jern, præbiotisk GOS og jern-sekvestrerende bLF på mikrobiotasammensætning, enteropatogen udvikling, mikrobiotafunktioner og metabolisk aktivitet og inflammatorisk potentiale in vitro med behandlinger, der svarer til dem i Specifikt Mål 1, ved at bruge immobiliseret fækal mikrobiota fra kenyanske spædbørn til at pode vores etableret langsigtet kontinuerlig polyfermenter intestinal model (PolyFermS) til at efterligne kenyanske spædbørns tyktarmstilstande sammen med cellulære undersøgelser.

Kombination af in vivo kliniske og in vitro-tilgange vil hjælpe med at guide formuleringen af ​​sikrere jerntilskud og forstærkende midler og forbedre vores forståelse af de mekanismer, hvorved præbiotisk GOS og jern-sekvestrerende bLF understøtter kommensal mikrobiota for at forhindre jern-induceret overvækst af opportunistiske enteropatogener.