NapBiome: Målretning af tarmmikrobiota og søvnrytme for at forbedre udviklings- og adfærdsmæssige resultater i den tidlige barndom (NapBiome)

Tarm-hjerne-aksen spiller en afgørende rolle i reguleringen og udviklingen af ​​psykologiske og fysiske processer. Det første leveår er en kritisk periode for udviklingen af ​​tarmmikrobiomet, som er parallelt med vigtige milepæle i etableringen af ​​søvnrytme og neuroudvikling. Voksende beviser tyder på, at tarmmikrobiomet påvirker søvn, kognition og tidlig neuroudvikling. For fuldbårne og for tidligt fødte spædbørn kan vanskeligheder med søvnregulering have store konsekvenser for spædbørns helbred, tilknytning mellem spædbørn og deres omsorgspersoner og kan endda føre til livstruende konsekvenser som shaken-baby syndrom. For tidligt fødte spædbørn har endnu højere risiko for søvn og neuroudviklingsproblemer. Selvom neonatalplejen er blevet forbedret i løbet af de seneste årtier, fortsætter antallet af præmature fødselsrater med at stige og fører til en lang række neuro-udviklingsmæssige handicap, som ikke behandles med nuværende terapier. I betragtning af betydningen af ​​søvn og tarmmikrobiomet for hjernens modning, neuroudvikling og adfærd, vil identifikation af effektive indgreb inden for tarm-hjerne-aksen i begyndelsen af ​​livet sandsynligvis have langsigtede konsekvenser for sundhed og udvikling af spædbørn i fare.

Formålet med dette projekt er at I) demonstrere sammenhængen mellem tarmmikrobiomet, søvnmønstre og sundhedsresultater hos børn op til to år; og II) at udnytte tarmmikrobiom-hjerne-søvn-interaktioner til at udvikle nye interventionsstrategier for udsatte spædbørn. Forskerne antager, at etableringen af ​​et sundt tarmmikrobiom i det tidlige liv er afgørende for både kort- og langsigtede børns helbredsresultater, da dysbiose kan skade søvnregulering, hjernemodning og neuroadfærdsudvikling. Forskerne forudsiger, at administration af synbiotika forbedrer mikrobiotaetablering, søvnrytme og neuroudviklingsresultater.

Dette projekt integrerer et randomiseret kontrolleret forsøg (RCT), ex vivo og i silico-eksperimenter med I) nøgleteknologiske platforme til beregningsmodellering for at fange de ontogene normer for tarmmikrobiota; II) neuronal og aktimetri-baseret kvantificering af multidimensionelle aspekter af spædbarns søvn; III) åndedrætsmetabolisme (exhalomics) af værts- og mikrobiommetabolisme; og IV) high-throughput ex vivo-modeller til undersøgelse af vært-mikrobiom-interaktioner. Resultater omfatter I) en forståelse af aldersnormativ mikrobiomsammensætning, dens variation (cirkadisk, inter-individuel) og de faktorer, der påvirker mikrobiomets plasticitet gennem spædbarnsalderen; II) brugbar viden om mikrobielle arter og metabolisme, der kan målrettes for at modificere søvnregulering og forbedre neuroudviklingsresultater, især hos spædbørn i risikozonen (f.eks. for tidligt fødte); III) mikrobielle og metaboliske biomarkører med diagnostisk potentiale for senere regulatoriske og adfærdsmæssige problemer; og IV) en open source analytisk "værktøjskasse" til mikrobiel multi-omics, der umiddelbart kan anvendes i andre områder af mikrobiom-værtsforskning. For at nå disse mål kombinerer vores strategi flere discipliner med fokus på faktorer, der har den største indflydelse på sundheden i spædbarnsalderen: tarmmikrobiomet, søvnregulering og neuroudvikling.

Virkningen af ​​dette projekt er væsentlig og globalt relevant, da det fremmer mulige behandlingsmuligheder til støtte for neuroudviklingssundhed hos for tidligt fødte og terminsfødte spædbørn, udforsker nye translationelle tilgange til håndtering af regulatoriske vanskeligheder og giver nøgleinformation til skræddersyede profylaktiske synbiotika og mulig udvikling af "post-biotika". Yderligere understøtter undersøgelsen undersøgelsen af ​​biomarkører for neuroudvikling og fremmer tidlig forebyggelse af udviklingsmæssige og psykiske sygdomme.