Die Wirkung von Covid-19 auf das Muttermilchmikrobiom und seine bioaktiven Komponenten

Die Coronavirus-Krankheit (Covid-19) ist eine neue Krise der öffentlichen Gesundheit, die durch SARS-CoV-2 verursacht wird und die Menschheit bedroht. Obwohl es Ende 2019 in der chinesischen Provinz Hubei entstand, hat es sich in vielen Ländern auf der ganzen Welt ausgebreitet (Wang et al., 2020). Bei Patienten mit Covid-19 werden schwere Fälle von respiratorischen, hepatischen, gastrointestinalen und neurologischen Komplikationen sowie ein komplexes Krankheitsbild beobachtet, das schließlich zum Tod führt (Guo et al., 2020; Li et al., 2020). Die zugrunde liegenden pathophysiologischen Mechanismen sind komplex und multifaktoriell und wurden als Überreaktion des Immunsystems zusammengefasst, die einen Entzündungs-/Zytokinsturm verursacht (Li et al., 2020).

Obwohl Covid-19 eine Infektion verursachte, indem es zunächst die Lunge befiel, zeigten aktuelle Daten, dass auch das Magen-Darm-System durch den Nachweis viraler RNA in mit Covid-19 infizierten menschlichen Darmepithelzellen und Fäkalien betroffen war (Cheng et al., 2002; Wu et al. , 2020). Es wird angenommen, dass dies auf die Beziehung zwischen der Darmmikrobiota und der Lungenachse zurückzuführen ist. Studien haben gezeigt, dass Bacteroidetes- und Firmicutes-Bakterien, die bei der Darmbesiedlung dominieren, auch in der Lunge dominieren (Bacteroidetes, Firmicutes und Proteobacteria) (Zhang et al., 2020). Kurz gesagt: Während die Darmmikrobiota Lungenerkrankungen verursacht, führen Infektionen mit Atemwegsviren auch zu Verwirrung in der Darmmikrobiota. Tatsächlich haben viele Studien gezeigt, dass Atemwegsinfektionen mit einer Veränderung der Zusammensetzung der Darmmikrobiota verbunden sind (Groves et al., 2020). Die Hochdurchsatzanalyse der 16S-rRNA-Amplikonsequenz und der Shotgun-Metagenomsequenz zeigte, dass hospitalisierte COVID-19-Patienten signifikante Veränderungen im Darmbakteriom aufwiesen, und der Zusammenhang wurde bestätigt. Diese Veränderungen sind durch eine signifikante Verringerung der Diversität des Darmmikrobioms (BM) gekennzeichnet, die mit gastrointestinalen Beschwerden in der akuten Phase der Infektion einhergeht (z. B. Bauchschmerzen, Übelkeit, Erbrechen, Durchfall), Verarmung nützlicher bakterieller Symbionten und Anreicherung opportunistischer Krankheitserreger (z. B. Streptococcus, Rothia, Actinomyces) (Gu et al., 2020; Zuo et al., 2020). Aktuelle Studien weisen insbesondere darauf hin, dass Patienten mit Covid-19 anfälliger für ein Dysbioseprofil der Darmmikrobiota sind, dass infizierte Personen unregelmäßige Darmmikrobiota und sogar eine Dysbiose (Störung des Mikrobiota-Gleichgewichts) in der Darmmikrobiota aufweisen (Gu et al., 2020). ; Zuo et al., 2020 ).

Die Darmflora spielt bei vielen Stoffwechsel- und Immunfunktionen des Wirts eine schützende Rolle, also vor der pathogenen Besiedlung des Virus, einschließlich der Schulung und Stärkung des Immunsystems zur Bekämpfung von Infektionen (Fernandes et al., 2019). Betrachtet man die Zusammensetzung der Darmflora, so ist diese von Geburt an sehr dynamisch und wird durch verschiedene Umweltfaktoren (z.B. Ernährung, Muttermilch-Prä-/Probiotika, Medikamente), was zu verschiedenen mikrobiellen Wirtsfunktionen führt (Koppel, Maini Rekdal, Balskus, 2017; Weiss, Hennet, 2017). Menschlicher Magen-Darm-Trakt (GIS), 2000 in 12 verschiedene Phyla eingeteilt, die häufigsten (> 90 %) Proteobacteria (Gram-negativ), Firmicutes (Gram-positiv), Actinobacteria (Gram-positiv) und Bacteroidetes (Gram-negativ) Phyla. Es wird angenommen, dass menschliche Darmvirome, die sowohl aus prokaryotischen als auch eukaryotischen Viren bestehen, wichtige Informationen mit allen mikrobiellen Komponenten teilen und die allgemeine menschliche Gesundheit beeinflussen können, indem sie die Struktur und Funktion der Darmgemeinschaft prägen (Cani, 2018; Garmaeva et al., 2019). ).

Muttermilch ist die bioaktive Komponente, die die Bildung der mikrobiellen Besiedlung des Neugeborenen in der postnatalen Phase am stärksten beeinflusst und uns Informationen über die zukünftige Gesundheit des Menschen liefert. Muttermilch ist nicht nur die beste Nahrungsquelle für Babys, sondern enthält bekanntermaßen auch Immunkomponenten wie sekretorische Antikörper, Immunzellen, antimikrobielle Proteine ​​(wie Lactoferrin und Lysozym), Zytokine und Muttermilch-Oligosaccharide. Vor den 2000er Jahren galt Muttermilch als steril und das Vorhandensein von Bakterien deutete auf eine Kontamination oder Infektion hin. Mehrere Forscher haben jedoch gezeigt, dass die Muttermilch seit der Schwangerschaft mit Bakterien besiedelt ist und insbesondere Kommensalbakterien enthält. In einer Studie wurde festgestellt, dass sich in der Muttermilch die Phyla Proteobacteria (Gram-negativ), Firmicutes (Gram-positiv), Actinobacteria (Gram-positiv) und Bacteroidetes (Gram-negativ) befinden, die bei der mütterlichen Darmbesiedlung dominant sind Mikroben Firmicutes, Proteobacteria Bacteroidetes und Actinobacteria. Es ist erwiesen, dass die Muttermilch in diesem Fall aus dem Magen-Darm-System der Mutter stammt (Ojo et al., 2018). Darüber hinaus zeigte dieselbe Studie, dass es im Darm der Mutter, im Darm des Babys und in der Muttermilch Bakterien der gleichen Stämme gab und dass die kommensalen Bakterien der Mutter über die Muttermilch vertikal in den Darm des Säuglings übertragen wurden.

Menschliche Coronaviren wurden als umhüllte, positiv empfindliche, einzelsträngige RNA-Viren definiert, die erstmals 1965 beschrieben wurden (Tyrrell und Bynoe, 1965). Es sind sieben identifizierte Stämme bekannt, die Menschen infizieren können. Vier der Stämme (Alphacoronaviren 229E, NL63, OC43 und Betacoronavirus HKU1) sind beim Menschen allgegenwärtig und verursachen Erkältungen. Es gibt Fragen zu den Auswirkungen menschlicher Coronaviren auf die Gesundheit von Schwangeren, Müttern und Säuglingen, und der Übertragungsstatus ist unklar. Eine Schwangerschaft verändert das Immunsystem einer Frau und macht sie anfälliger für Infektionen. Allerdings gibt es derzeit keine Hinweise darauf, dass schwangere Frauen im Vergleich zur Allgemeinbevölkerung häufiger von einer COVID-19-Erkrankung oder einer daraus resultierenden schweren Erkrankung betroffen sind. Obwohl der Mechanismus unklar ist, gibt es nur begrenzte Hinweise darauf, dass einer der vier oben genannten Stämme (229E) vertikal von Müttern auf Säuglinge übertragen werden kann (Gagneur et al., 2008). Das Vorhandensein dieses Virus (229E) in Magenproben von Neugeborenen lässt darauf schließen, dass ein möglicher Infektionsmechanismus über die Muttermilch erfolgt. In dieser Studie wurde die Muttermilch jedoch nicht speziell untersucht (Gagneur et al., 2008).

Die ersten in China gemeldeten Fallberichte deuteten darauf hin, dass sich im Fruchtwasser, im Nabelschnurblut, in Rachenabstrichen des Neugeborenen, in der Plazenta, in der Vaginalflüssigkeit und in mit Covid-19 infizierten Muttermilchproben kein Virus befand (Johns et al., 2013). Die neuesten Daten deuten darauf hin, dass es zu keiner vertikalen Übertragung auf den Fötus kommt und bisher keine Viren im Nabelschnurblut von Neugeborenen von Covid-19-positiven schwangeren Frauen, in Nasenproben sowie im Fruchtwasser und in der Plazenta schwangerer Frauen gefunden wurden. Allerdings sind die Auswirkungen der durch Covid-19 beeinträchtigten mikrobiellen Struktur des Darms auf die Mikrobiota der Muttermilch und die Auswirkungen einer auftretenden Dysbiose auf die Gesundheit des Säuglings oder die Auswirkungen der heilenden Eigenschaften der Muttermilch auf Covid-19 noch nicht eindeutig bekannt. Diese Studie geht davon aus, dass die mikrobielle Besiedlung des Darms, die aus dem von Covid-19 betroffenen Magen-Darm-System stammt, die mikrobielle Besiedlung der Muttermilch beeinflusst. Es gibt jedoch keine Studie zu diesem Thema.

Muttermilch ist ein wertvoller Nährstoff, der wichtige Nährstoffe und bioaktive Verbindungen liefert, die das Wachstum und die Immunentwicklung im Säuglingsalter unterstützen. Variationen in Milchbestandteilen und bioaktiven Verbindungen aufgrund demografischer und genetischer Faktoren, des Lebensstils und der Exposition der Mutter haben sowohl positive als auch negative Auswirkungen auf die Gesundheit des Säuglings (Abrahamsson et al., 2009; de Andres et al., 2018; Johns et al. , 2013). Es wurde berichtet, dass gestillte Babys ein dynamisches Darmmikrobiom haben und die Inzidenz einiger Krankheiten zurückgegangen ist (Abrahamsson et al., 2009; de Andres et al., 2018). Neben Makro- und Mikronährstoffen sowie bioaktiven Verbindungen enthält Muttermilch viele Arten von Bakterien. Lactoferrin ist einer der wichtigen bioaktiven Bestandteile in der Muttermilch. Das Lactoferrin in der Muttermilch kann ein lokales Darmmilieu unterstützen, beispielsweise eine Mikrobiota, die die angeborenen Abwehrkräfte von Neugeborenen stärkt. Lactoferrin fördert das Wachstum günstiger Darmmikrobiota und die Proliferation von Enterozyten durch direkte entzündungshemmende und immunmodulatorische Wirkungen.

Die Wirkung von Lactoferrin auf Zellrezeptoren verhindert Virusschäden, Oberflächenansammlung und Zelleintritt. Auf diese Weise schützt und stärkt es die Schleimhautimmunität und die Darmepithelbarriere. Es wird angenommen, dass Muttermilch, insbesondere Lactoferrin, potenziell antivirale Wirkungen aufweist. Die Herausforderung besteht darin, wie wirksam sie Virusinfektionen wie Coronaviren verhindern (de Andres et al., 2018).

Wir glauben, dass frühes Stillen aufgrund des hohen Wertes von Kolostrum und Muttermilch und der besonderen Rolle von Lactoferrin eine wichtige Vorbeugung bei Virusausbrüchen darstellt, es sind jedoch weitere klinische Beweise erforderlich. Diese Effekte und Mechanismen wurden bei Covid-19 nicht getestet, wir können diesen Ansatz jedoch in Betracht ziehen, da sie andere Coronaviren betreffen.

Darüber hinaus ist bekannt, dass Muttermilchbestandteile, die etwa 109 Bakterien enthalten, das eigene Mikrobiom und Immunsystem des Babys beeinflussen (Ruiz et al., 2019). Im Gegensatz zu dem, was bekannt ist, werden die Mikrobiota der Muttermilch und ihre Einflussfaktoren jedoch erst seit kurzem entdeckt und verstanden (McGuire & McGuire, 2017; Moossavi et al., 2019; Williams et al., 2017). Darüber hinaus neigen wir bei der Untersuchung der Auswirkungen bestimmter Bestandteile der Muttermilch auf das gestillte Baby dazu, den dynamischen Zustand und die Wirkung anderer Bestandteile zu ignorieren, die die Ergebnisse stark beeinflussen könnten. Obwohl bekannt war, dass das Mikrobiom, das wir mit bloßem Auge nicht sehen können, einzelne Menschen befallen kann, glaubte man nicht, dass sich unsere Welt durch ein einziges Virus, Covid-19, so stark verändern würde. Während das Mikrobiom, das wir oft ignorieren, weil es für uns unsichtbar ist, uns an eine Welt erinnert, die tiefgreifende Auswirkungen auf unsere Gesundheit und unser Wohlbefinden hat, wie wirkt sich Covid-19 auf diese Welt und die Muttermilch aus? Zu diesem Zweck bestand das Ziel dieser Studie darin, das Muttermilchmikrobiom und die biologisch aktiven Proteine ​​(sekretorisches Immunglobulin A (sIgA), Lysozym, Lactoferrin, Osteoprotegerin (OPG), Leptin, Adiponektin und β-Endorphin (b-)-Spiegel von Müttern zu bestimmen die bei gesunden Müttern an Covid-19 erkrankt waren. wird verglichen.

Insgesamt werden 20 Mütter (10 Mütter) und gesunde (10 Mütter), die im letzten Schwangerschaftsmonat zwischen April 2021 und Juni 2021 an Covid-19 erkrankt waren, in die Studie einbezogen und die Mütter erhalten am 15. Tag einen Termin und beginnt mit der Entnahme von Muttermilchproben und 16sRNA-Mikrobiota. Durch die Analyse des Mikrobiota-Gehalts der Muttermilch und des Gehalts an biologisch aktiven Proteinen (sekretorisches Immunglobulin A (sIgA), Lysozym, Lactoferrin, Osteoprotegerin (OPG), Leptin, Adiponektin und β-Endorphin (b)) im Muttermilchgehalt werden ausgewertet.

Die Hypothese dieser Studie ist, dass sich die Mikrobiota der Muttermilch bei Müttern, die Covid-19 hatten, in Vielfalt und Zusammensetzung unterscheidet. In diese Richtung, als Ergebnis der Forschung; Durchführung mikrobieller Analysen zur Bewertung des Gehalts an Mikrobiota und bioaktiven Komponenten durch Entnahme der Milch von Müttern, die während der Schwangerschaft an Covid-19 erkrankt waren,

- Entsprechend den erzielten Ergebnissen ist geplant, entsprechend einem dringenden Problem korrekte Ratschläge und Anleitungen zu geben.