NapBiome: Suoliston mikrobiston ja unirytmin kohdistaminen kehitys- ja käyttäytymistulosten parantamiseksi varhaislapsuudessa (NapBiome)

Suoli-aivo-akselilla on ratkaiseva rooli psykologisten ja fyysisten prosessien säätelyssä ja kehityksessä. Ensimmäinen elinvuosi on kriittinen ajanjakso suoliston mikrobiomin kehittymiselle, mikä on rinnakkain tärkeitä virstanpylväitä unirytmin ja hermoston kehityksen saavuttamisessa. Kasvava näyttö viittaa siihen, että suoliston mikrobiomi vaikuttaa uneen, kognitioon ja varhaiseen hermoston kehitykseen. Ennenaikaisille ja keskosille syntyneillä unihäiriöillä voi olla merkittäviä seurauksia vauvojen terveyteen, vauvojen ja heidän hoitajiensa väliseen kiintymykseen, ja ne voivat johtaa jopa hengenvaarallisiin seurauksiin, kuten ravistetun vauvan oireyhtymään. Keskosilla syntyneillä on vielä suurempi riski saada uni- ja hermoston kehitysongelmia. Vaikka vastasyntyneiden hoito on parantunut viime vuosikymmeninä, ennenaikaiset syntyvuudet jatkavat nousuaan ja johtavat monenlaisiin hermoston kehitysvammaisiin, joihin nykyiset hoidot eivät puutu. Kun otetaan huomioon unen ja suoliston mikrobiomin merkitys aivojen kypsymiselle, hermoston kehitykselle ja käyttäytymiselle, tehokkaiden interventioiden tunnistamisella suolisto-aivo-akselilla elämän alussa on todennäköisesti pitkäaikaisia ​​vaikutuksia riskiryhmään kuuluvien vauvojen terveyteen ja kehitykseen.

Tämän projektin tavoitteena on I) osoittaa yhteys suoliston mikrobiomin, unirytmin ja terveysvaikutusten välillä alle 2-vuotiailla lapsilla; ja II) hyödyntää suoliston mikrobiomi-aivo-uni-vuorovaikutuksia uusien interventiostrategioiden kehittämiseksi riskiryhmään kuuluville vauvoille. Tutkijat olettavat, että terveen suoliston mikrobiomin muodostuminen varhaisessa iässä on ratkaisevan tärkeää sekä lyhyen että pitkän aikavälin lasten terveysvaikutusten kannalta, koska dysbioosi voi vahingoittaa unen säätelyä, aivojen kypsymistä ja hermostollisen käyttäytymisen kehitystä. Tutkijat ennustavat, että synbioottien antaminen parantaa mikrobiotan muodostumista, unirytmiä ja hermoston kehitystä.

Tämä projekti yhdistää satunnaistetun kontrolloidun kokeen (RCT), ex vivo- ja in silico -kokeet I) keskeisten teknologia-alustojen kanssa laskennalliseen mallinnukseen suoliston mikrobiotan ontogeenisten normien vangitsemiseksi; II) pikkulasten unen moniulotteisten näkökohtien neuroni- ja aktimetriaan perustuva kvantifiointi; III) isäntä- ja mikrobiomiaineenvaihdunnan hengityksen metabolomiikka (ekshalomiikka); ja IV) suuren suorituskyvyn ex vivo -mallit isäntä-mikrobiomivuorovaikutusten tutkimiseksi. Tuloksia ovat I) ymmärrys ikänormatiivisesta mikrobiomien koostumuksesta, sen vaihtelusta (vuorokausivaihtelu, yksilöiden välinen) ja tekijöistä, jotka vaikuttavat mikrobiomin plastisuuteen koko vauvaiän ajan; II) käyttökelpoinen tieto mikrobilajeista ja aineenvaihdunnasta, jota voidaan kohdentaa unen säätelyn muokkaamiseen ja hermoston kehityksen parantamiseen, erityisesti riskiryhmään kuuluvilla vauvoilla (esim. ennenaikaisesti syntyneillä); III) mikrobi- ja metaboliset biomarkkerit, joilla on diagnostista potentiaalia myöhempien säätely- ja käyttäytymisongelmien varalta; ja IV) avoimen lähdekoodin analyyttinen "työkalupakki" mikrobien multiomiikkaa varten, jota voidaan välittömästi soveltaa muilla mikrobiomi-isäntätutkimuksen aloilla. Näiden tavoitteiden saavuttamiseksi strategiamme yhdistää useita tieteenaloja keskittyen tekijöihin, jotka vaikuttavat eniten terveyteen vauvaiässä: suoliston mikrobiomi, unen säätely ja hermoston kehitys.

Tämän hankkeen vaikutukset ovat merkittävät ja maailmanlaajuisesti merkitykselliset, koska se edistää mahdollisia hoitovaihtoehtoja ennenaikaisten ja ennenaikaisesti syntyneiden vauvojen hermoston kehityksen tukemiseksi, tutkii uusia translaatiomenetelmiä sääntelyongelmien ratkaisemiseksi ja tarjoaa avaintietoa räätälöityihin profylaktisiin synbiootteihin ja mahdolliseen kehitykseen. "postbiooteista". Lisäksi tutkimus tukee hermoston kehityksen biomarkkereiden tutkimusta ja edistää kehitys- ja mielenterveyssairauksien varhaista ehkäisyä.