Manglende mikrober hos spedbarn født ved keisersnitt (MiMIC)

Tarmmikrobiotaen i tidlig liv spiller en viktig rolle i spedbarns helse og utvikling, og påvirker modning av immunsystemet, beskyttelse mot patogener og påvirker den langsiktige metabolske velferden til verten. Opptak av mikrobielle stammer fra mor til spedbarn kan skje gjennom flere forskjellige veier, inkludert fødselskanalen (og fødselskanalens nærhet til anus), kontakt mellom mødre og spedbarn under foreldreomsorg og gjennom morsmelk. Fra fødselen til de første stadiene av avvenning har mikrobiell sammensetning en betydelig innvirkning på spedbarnets tarm. Nylige fremskritt innen kulturuavhengige sekvenseringsteknologier har muliggjort identifisering av nøkkelmikrobielle arter involvert i den innledende koloniseringsprosessen, inkludert de fakultative anaerobe som Streptococcus, Staphylococcus og Enterobacter spp (Hill et al., 2017). Dermed kan mikrobiomet til vaginalt fødte, utelukkende ammede spedbarn ved termin, uten tidligere eksponering for antibiotika verken direkte eller indirekte fra moren, betraktes som "gullstandarden". Morsmelk, en naturlig prebiotisk kilde, gir de optimale aktive ingrediensene for vekst av nyttige mikrobielle arter. En forstyrrelse i balansen mellom mikrobielle innbyggere kan påvirke menneskelig vertsbiologi på mange måter. Immune, endokrine, kognitive, så vel som metabolske funksjoner kan påvirkes av de tilstedeværende mikrobielle samfunnene; som senere impliserer fremtidige helseutfall som insulinresistens, allergiske sykdommer, depresjon og kanskje til og med autisme. Gunstige mikrobielle arter og tilhørende bioaktive forbindelser, som kan gjenopprette den generelle tarmhelsen, er derfor av interesse for spedbarnsernæring, som når de administreres, kan bidra til å behandle eller forhindre en mikrobiell forstyrrelse i det gastrointestinale miljøet og ha langsiktige helsemessige fordeler.

Tarmmikrobiotaen ser ut til å påvirke utviklingen av emosjonell atferd, stress- og smertemodulasjonssystemer og hjernens nevrotransmittersystemer. I tillegg har mikrobiotaforstyrrelser av probiotika og antibiotika modulerende effekter på noen av disse tiltakene blitt sett i voksne dyremodeller. Nåværende bevis tyder på at flere mekanismer, inkludert endokrine og nevrokrine veier, kan være involvert i tarmmikrobiota-til-hjerne-signalering og at hjernen i sin tur kan endre mikrobiell sammensetning og oppførsel via det autonome nervesystemet. Derfor vil et annet aspekt av arbeidet involvere studier som tar for seg mikrobe-til-hjerne-signalering for å identifisere og utvikle commensal probiotikakonsortium (blandede stammer og muligens blandede stammer/ingrediensblandinger) underbygget av nødvendig vitenskap som er egnet for utvikling av probiotika rettet mot mikrobiota-tarmen -hjerneaksen, en toveis kommunikasjon mellom mage-tarmsystemet og hjernen, som regulerer hjernens funksjon og spiller en avgjørende rolle i humørkontroll (Dinan et al., 2013). Det er godt etablert at probiotisk intervensjon, i det minste hos mus, kan forbedre humøret og redusere angst i ulike stressmodeller (Bravo et al., 2011; Desbonnet et al., 2008; Desbonnet et al., 2010). Til tross for forvirrende bevis, blir den humørforbedrende effekten av probiotisk intervensjon observert i murine studier ikke alltid oversatt til mennesker (Kelly et al., 2017).

Babyer født ved keisersnitt får størst utbytte av amming, og ofte tar disse mødrene antibiotika i 1-2 uker etter fødsel. Antibiotika administreres ved snitt (for både valgfrie og akutte seksjoner) for å forhindre indre sårinfeksjon. Mens morsmelk i seg selv kan være en kilde til bakterier for det utviklende spedbarnet, og dermed påvirke mikrobiell tarmkolonisering etter fødselen, gjenstår mange spørsmål om virkningen av ernæring under graviditet og amming, kilden til "melkemikrobiomet" og dets innvirkning på etableringen av spedbarnets tarmmikrobiota. Et begrenset antall studier har undersøkt de mikrobielle samfunnene som er tilstede i morsmelk og sporet endringer i mikrobielt mangfold gjennom hele laktasjonsperioden. I en fersk studie rapporterte imidlertid forskergruppen tilstedeværelsen av et kjernemorsmelkmikrobiom ved bruk av Illumina MiSeq-sekvensering for å oppdage 12 dominante slekter hos ammende mødre (n=10), som utgjør 81 % av taxaene som er tilstede i løpet av de første 6 ukene av livet (Murphy et al., 2017). En rekke hyppig delte taxa, inkludert Bifidobacterium, Lactobacillus, Staphylococcus og Enterococcus, var vanlige i både morsmelk og spedbarnsavføring i løpet av de første 3 levemånedene, og kulturavhengig analyse identifiserte identiske stammer av Bifidobacterium breve og Lactobacillus plantarum i begge brystene melk og spedbarnsavføring, noe som bekrefter konseptet om overføring fra mor til spedbarn (Murphy et al., 2017). Lignende funn er rapportert ved bruk av tilfeldig amplifisert polymorf DNA (RAPD) og/eller multi-locus sekvenstyping (MLST) for å identifisere identiske genomiske mønstre av Bifidobacterium og Lactobacillus tilstede i morsmelk og tilsvarende spedbarnsavføring (Solís et al., 2010) ( Martin et al., 2006) (Martín et al.) (Makino et al., 2015).

Antibiotikabehandling gjennom hele svangerskapet utgjør 80 % av forskrevne medisiner under svangerskapet (Kuperman og Koren, 2016). Mayo Clinic beskriver amoxicillin, ampicillin, clindamycin, erytromycin, penicillin og nitrofurantoin som generelt ansett som trygge under graviditet. Tetracykliner kan skade en kvinnes lever under graviditet, og trimetoprim + sulfametoksazol (vanligvis brukt sammen for å behandle UVI) kan være knyttet til økt risiko for fødselsskader. Tatt i betraktning at det nå er akseptert at optimal etablering av tarmmikrobiota er svært ønskelig for normal menneskelig utvikling, er risikoen for at antibiotikabruk under graviditet kan ha uønskede effekter på mors vaginale og melkemikrobiomet, med negativ innvirkning på tidlig spedbarns mikrobiom. Det er anslått at én av fem gravide kvinner i Europa får foreskrevet minst én antibiotikakur under graviditeten; i USA er denne frekvensen dobbel (Roberts et al., 2012). Ved påvist morsinfeksjon bør smalspektrede antibiotika foretrekkes på grunn av deres mindre omfattende effekter på mikrobiomet, tatt i betraktning assosiasjonen av prenatale antibiotika med økt risiko for atopisk sykdom hos barn, epilepsi og fedme (Kuperman og Koren, 2016) ).