NapBiome: richten op darmmicrobiota en slaapritme om ontwikkelings- en gedragsresultaten in de vroege kinderjaren te verbeteren (NapBiome)

De darm-hersen-as speelt een cruciale rol bij de regulatie en ontwikkeling van psychologische en fysieke processen. Het eerste levensjaar is een cruciale periode voor de ontwikkeling van het darmmicrobioom, die parallel loopt aan belangrijke mijlpalen bij het vaststellen van het slaapritme en de neurologische ontwikkeling. Er komen steeds meer aanwijzingen dat het darmmicrobioom de slaap, cognitie en vroege neurologische ontwikkeling beïnvloedt. Voor voldragen en te vroeg geboren kinderen kunnen moeilijkheden bij het reguleren van de slaap grote gevolgen hebben voor de gezondheid van het kind en voor de hechting tussen het kind en zijn verzorgers, en zelfs tot levensbedreigende gevolgen leiden, zoals het shaken-babysyndroom. Prematuur geboren baby's lopen een nog groter risico op slaap- en neurologische ontwikkelingsproblemen. Hoewel de zorg voor pasgeborenen de afgelopen decennia is verbeterd, blijven de cijfers voor vroeggeboorte stijgen en dit leidt tot een breed scala aan neurologische ontwikkelingsstoornissen die met de huidige therapieën niet worden aangepakt. Gezien het belang van slaap en het darmmicrobioom voor de rijping van de hersenen, de neurologische ontwikkeling en het gedrag, zal het identificeren van effectieve interventies binnen de darm-hersen-as aan het begin van het leven waarschijnlijk langetermijnimplicaties hebben voor de gezondheid en ontwikkeling van risicokinderen.

De doelstellingen van dit project zijn: I) het aantonen van de associatie tussen het darmmicrobioom, slaappatronen en gezondheidsresultaten bij kinderen tot twee jaar oud; en II) om de interacties tussen het darmmicrobioom, de hersenen en de slaap te benutten om nieuwe interventiestrategieën voor risicokinderen te ontwikkelen. De onderzoekers veronderstellen dat het opbouwen van een gezond darmmicrobioom tijdens het vroege leven cruciaal is voor de gezondheid van kinderen op zowel de korte als de lange termijn, omdat dysbiose de slaapregulatie, de rijping van de hersenen en de neurologische gedragsontwikkeling kan schaden. De onderzoekers voorspellen dat de toediening van synbiotica de vestiging van de microbiota, het slaapritme en de neurologische ontwikkelingsresultaten verbetert.

Dit project integreert een gerandomiseerde gecontroleerde studie (RCT), ex vivo en in silico-experimenten met I) belangrijke technologieplatforms voor computationele modellering om de ontogene normen van de darmmicrobiota vast te leggen; II) neuronale en actimetrie-gebaseerde kwantificering van multidimensionale aspecten van de slaap van baby's; III) ademmetabolomics (exhalomics) van het gastheer- en microbioommetabolisme; en IV) ex vivo-modellen met hoge doorvoer voor het onderzoeken van interacties tussen gastheer en microbioom. Resultaten omvatten I) inzicht in de leeftijdsnormatieve samenstelling van het microbioom, de variatie ervan (circadiaan, interindividueel) en de factoren die de plasticiteit van het microbioom gedurende de kindertijd beïnvloeden; II) bruikbare kennis van microbiële soorten en metabolisme die kan worden ingezet om de slaapregulatie te wijzigen en de neurologische ontwikkelingsresultaten te verbeteren, vooral bij risicovolle baby's (bijvoorbeeld vroeggeborenen); III) microbiële en metabolische biomarkers met diagnostisch potentieel voor latere regelgevings- en gedragsproblemen; en IV) een open-source analytische "toolbox" voor microbiële multi-omics die onmiddellijk kan worden toegepast in andere gebieden van microbioom-gastheeronderzoek. Om deze doelen te bereiken combineert onze strategie meerdere disciplines die zich richten op factoren die de grootste invloed uitoefenen op de gezondheid tijdens de kindertijd: het darmmicrobioom, slaapregulatie en neurologische ontwikkeling.

De impact van dit project is substantieel en mondiaal relevant, omdat het mogelijke behandelingsopties ter ondersteuning van de neurologische ontwikkeling van premature en voldragen baby's bevordert, nieuwe translationele benaderingen onderzoekt voor het aanpakken van problemen met de regelgeving, en belangrijke informatie levert voor op maat gemaakte profylactische synbiotica en mogelijke ontwikkeling van de ‘postbiotica’. Verder ondersteunt de studie het onderzoek naar biomarkers voor neurologische ontwikkeling en bevordert het de vroege preventie van ontwikkelings- en psychische aandoeningen.