Das vorzeitige Darmmikrobiom und der Einfluss auf die Immunität des Neugeborenen, die Gehirnentwicklung und Verletzungen der weißen Substanz (PreMiBraIn)

Jüngste Fortschritte in der Neugeborenen-Intensivpflege haben die Überlebensrate von extrem Frühgeborenen dramatisch erhöht, aber die Zahl der Überlebenden mit schwerer Morbidität und lebenslangen neurologischen Entwicklungsstörungen bleibt hoch. Perinatale Verletzungen der weißen Substanz sind die häufigste Form der Hirnschädigung bei Frühgeborenen und führen häufig zu negativen Folgen für die neurologische Entwicklung. Intrauterine und neonatale Infektionen und Entzündungen wurden als Hauptrisikofaktoren für neonatale Hirnverletzungen identifiziert. Das fragile Darmmikrobiom von Frühgeborenen scheint eine wichtige Rolle für Gesundheit und Krankheit zu spielen, da es zu Störungen des Mikrobioms vor Sepsis und nekrotisierender Enterokolitis kommt. Darüber hinaus lässt die enge Verbindung des Darmmikrobioms mit neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen in Tiermodellen darauf schließen, dass das Mikrobiom die Reifung und Entwicklung des Gehirns bei Frühgeborenen beeinflussen könnte. Aktuelle Studien haben die Bedeutung regulatorischer T-Zellen sowie γδ-T-Zellen bei Hirnverletzungen unterstrichen, die direkt durch das Darmmikrobiom beeinflusst werden können. Daher ist es wahrscheinlich, dass ein unterentwickeltes oder verzerrtes Darmmikrobiom die Immunantwort des Wirts beeinflusst und ein Risikofaktor für neurologische Entwicklungsstörungen bei extrem Frühgeborenen sein kann, die bereits nach der Frühgeburt durch die unphysiologische frühe extrauterine Umgebung herausgefordert werden, die die Reifung des Darmmikrobioms und des Immunsystems beeinträchtigt System sowie die neurophysiologische Reifung gleichermaßen.

Daher besteht das übergeordnete Ziel der PreMiBraIn-Studie darin, die Rolle der Darm-Immun-Hirn-Achse bei Neugeborenen-Hirnverletzungen und ihre Auswirkungen auf das langfristige neurologische Entwicklungsergebnis extrem Frühgeborener aufzuklären. Die Studienkohorte wird aus insgesamt 60 extrem Frühgeborenen mit einem Gestationsalter < 28 Wochen und einem Geburtsgewicht < 1000 Gramm bestehen. Die Forscher versuchen, die orchestrierte Dynamik der Reifung des Darmmikrobioms und die daraus resultierenden Auswirkungen auf die Reifung angeborener und adaptiver Immunmechanismen sowie die neurophysiologische Reifung und das neurologische Entwicklungsergebnis zu charakterisieren. Darüber hinaus werden die Forscher den Wert des Mikrobioms als prognostischen Indikator für Hirnverletzungen bei Neugeborenen sowie kurz- und langfristige Ergebnisse der neurologischen Entwicklung extrem Frühgeborener.

Dieses Ziel wird durch modernste Techniken erreicht, darunter 16s-rRNA-Gensequenzierung des Darmmikrobioms, ganzheitliche Analyse der T-Zellbiologie mittels Durchflusszytometrie, Gesamttranskriptomanalyse und Proteomik sowie neurophysiologische Messungen (amplitudenintegriertes EEG, Nahinfrarotspektroskopie, visuell evozierte Potenziale) und kraniales MRT extrem Frühgeborener. Das kurz- und langfristige neurologische Ergebnis wird anhand der Bayley Scales of Infant Development, Third Edition, im korrigierten Alter von ein und zwei Jahren und der Kaufmann-Assessment-Batterie für Kinder im Alter von fünf Jahren untersucht. Die Forscher gehen davon aus, Mikrobiomsignaturen zu finden, die eine Prognose für spätere neurologische Entwicklungsstörungen darstellen und dann für frühe Screening- und Interventionsmaßnahmen genutzt werden können und möglicherweise personalisierte Therapieoptionen vorschlagen. Die Aussichten einer Präzisionsmedizin, die auf die Darm-Immun-Hirn-Achse bei extrem Frühgeborenen abzielt, bieten die Möglichkeit, das Gesamtergebnis dieser Hochrisikopatienten zu verbessern.