Mor-til-barn overføring av bakteriom, sopp, virom og metabolom ved helse og Crohns sykdom

Inflammatoriske tarmsykdommer (IBD), inkludert Crohns sykdom (CD) og ulcerøs kolitt (UC), er forårsaket av tap av slimhinnetoleranse mot den kommensale mikrobiotaen som resulterer i inflammatoriske responser. Både CD og UC er vanskelig å håndtere klinisk, og deres forekomst øker over hele verden, spesielt i nylig industrialiserte land. Etiologien til disse lidelsene er multifaktoriell, påvirket av de komplekse interaksjonene mellom gener, immunsystemet, tarmmikrobiota og det ytre miljøet. Studier har vist at det er en høyere sykdomsoverføringsrate fra mødre med IBD enn fra fedre. [47] Det er godt etablert at IBD også er assosiert med forstyrrelser i tarmmikrobiotasammensetningen. Tidlig barndom, når mikrobiotaen er mindre moden og mer formbar, er en gullalder for mikrobiotamanipulasjon for å forhindre sykdom. Å studere mikrobiota i denne gullalderen lar oss også dissekere utviklingen av en defekt mikrobiota og identifisere terapeutiske mål for å reversere den og kurere sykdommer som allerede er utviklet. Nye bevis tyder på at mage-tarmkanalen til nyfødte blir kolonisert med bakterier mens de er i livmoren[1], med tilstedeværelsen av forskjellige mikrober rapportert i fostervann[2, 3], navlestrengsblod[4], så vel som placenta og føtale membraner[5, 6]. Kilden til disse mikrobene er av fortsatt interesse fordi den første intestinale koloniseringen antas å spille en avgjørende rolle i priming av slimhinneimmunsystemet og kan disponere for utvikling av immunmedierte sykdommer, som IBD, senere i livet[7] ]. Vår pilotstudie på flere mor-baby-prøver viste at på ordrenivå dominerte Caudovirales i virussamfunnene morsmelk og mekonium med en relativ overflod over 95 %. I det virale fellesskapet av placenta okkuperte imidlertid Caudovirales bare omtrent 50 %, samtidig med fremveksten av eukaryote virus som Ortervirles (gjennomsnittlig 27,5 %) og Herpesvirales (gjennomsnittlig 9,3 %). Totalt sett er mikrobiomstrukturene hos mor-babyer på tvers av sunne og IBD-populasjoner i stor grad underutforsket.

En fersk studie oppdaget en ny mekanisme for vertikalt overført beskyttelse av nyfødte. Forskerne fant at bakterier i mors tarm under svangerskapet kan drive senere medfødt modning av neonataltarmen i fravær av kolonisering, gjennom overføring av spesifikke bakterielle metabolitter til fosteret og via morsmelken [8]. Gomez de Agu ero et al. (2016) viste tydelig at effekten av tarmmikrobiota på postnatal immunmodning ikke bare skyldes kolonisering av nyfødte etter fødselen [9]. De viser dette i en forenklet modell av svangerskapsmonokolonisering med E. coli der AhR-ligander avledet fra denne bakterien driver et tydelig tidlig postnatalt intestinalt utviklingsprogram[9]. Gitt kompleksiteten til mikrober som er tilstede i svangerskapstarmen, vil det være spennende å lære om det er andre moduler for priming indusert av distinkte mikrober og deres metabolitter. På denne måten er det fristende å spekulere i at denne transgenerasjonseffekten representerer en prediktiv adaptiv respons der mødre forbereder nyfødte på spesifikke utfordringer som de sannsynligvis vil møte basert på svangerskapsmiljøsignaler, ikke bare ved mikrobiell kolonisering, men også ved metabolittoverføring. I mellomtiden er det ukjent om det er abnormiteter i metabolomet så vel som dets mor-til-barn-overføring i IBD. For å svare på dette spørsmålet begynte vi med en pilotstudie på metablomprofilering av morsmelk, ved å bruke umålrettet metabolomikk-tilnærming ved væskekromatografi-massespektrometri (LC-MS). Resultatene viste totalt 1 318 funksjoner i negativ modus og 1 418 positive egenskaper som diskriminerte mellom IBD (4UC, 3 CD) mødre og friske mødre, noe som indikerer store metabolske forskjeller mellom dem. Disse signifikant endrede metabolittene var involvert i arginin- og prolinmetabolisme, så vel som tyrosinmetabolisme i henhold til analyse av anrikningsveier. Disse resultatene indikerer at metabolomiske profiler er endret i IBD mors morsmelk, noe som kan overføres til spedbarn og påvirke deres utvikling og helse.