NapBiome: Ukierunkowanie na mikroflorę jelitową i rytm snu w celu poprawy wyników rozwojowych i behawioralnych we wczesnym dzieciństwie (NapBiome)

Oś jelitowo-mózgowa odgrywa kluczową rolę w regulacji i rozwoju procesów psychologicznych i fizycznych. Pierwszy rok życia to krytyczny okres dla rozwoju mikrobiomu jelitowego, który wiąże się z ważnymi kamieniami milowymi w ustalaniu rytmu snu i rozwoju neurologicznym. Coraz więcej dowodów sugeruje, że mikrobiom jelitowy wpływa na sen, funkcje poznawcze i wczesny rozwój układu nerwowego. W przypadku niemowląt urodzonych o czasie i wcześniaków trudności w regulacji snu mogą mieć poważne konsekwencje dla zdrowia niemowląt, więzi między nimi a opiekunami, a nawet mogą prowadzić do konsekwencji zagrażających życiu, takich jak zespół dziecka potrząsanego. Wcześniaki są jeszcze bardziej narażone na problemy ze snem i problemy neurorozwojowe. Chociaż w ciągu ostatnich dziesięcioleci opieka nad noworodkami uległa poprawie, wskaźniki urodzeń przedwczesnych nadal rosną i prowadzą do szerokiego zakresu zaburzeń neurorozwojowych, na które nie pozwalają obecne terapie. Biorąc pod uwagę znaczenie snu i mikrobiomu jelitowego dla dojrzewania mózgu, rozwoju układu nerwowego i zachowania, identyfikacja skutecznych interwencji w obrębie osi jelitowo-mózgowej na początku życia prawdopodobnie będzie miała długoterminowe konsekwencje dla zdrowia i rozwoju zagrożonych niemowląt.

Celem tego projektu jest: I) wykazanie związku pomiędzy mikrobiomem jelitowym, wzorcami snu i stanem zdrowia dzieci do drugiego roku życia; oraz II) w celu wykorzystania interakcji mikrobiom jelitowy, mózg i sen w celu opracowania nowych strategii interwencyjnych dla niemowląt z grup ryzyka. Badacze stawiają hipotezę, że ustanowienie zdrowego mikrobiomu jelitowego na wczesnym etapie życia ma kluczowe znaczenie zarówno dla krótko-, jak i długoterminowych wyników zdrowotnych dziecka, ponieważ dysbioza może szkodzić regulacji snu, dojrzewaniu mózgu i rozwojowi neurobehawioralnemu. Badacze przewidują, że podawanie synbiotyków poprawia osadzanie się mikroflory, rytm snu i wyniki neurorozwojowe.

Projekt ten integruje randomizowane badanie kontrolowane (RCT), eksperymenty ex vivo i in silico z I) kluczowymi platformami technologicznymi do modelowania obliczeniowego w celu uchwycenia ontogenicznych norm mikroflory jelitowej; II) kwantyfikacja wielowymiarowych aspektów snu niemowląt oparta na neuronach i aktometrii; III) metabolomika oddechu (eghalomika) metabolizmu gospodarza i mikrobiomu; oraz IV) wysokoprzepustowe modele ex vivo do badania interakcji gospodarz-mikrobiom. Wyniki obejmują: I) zrozumienie składu mikrobiomu normatywnego dla wieku, jego zmienności (okołodobowej, międzyosobniczej) oraz czynników wpływających na plastyczność mikrobiomu w okresie niemowlęcym; II) praktyczna wiedza na temat gatunków drobnoustrojów i metabolizmu, którą można wykorzystać w celu modyfikacji regulacji snu i poprawy wyników neurorozwojowych, szczególnie u niemowląt z grupy ryzyka (np. urodzonych przedwcześnie); III) biomarkery mikrobiologiczne i metaboliczne o potencjale diagnostycznym w przypadku późniejszych problemów regulacyjnych i behawioralnych; oraz IV) analityczny „zestaw narzędzi” typu open source do multiomiki mikrobiologicznej, który można natychmiast zastosować w innych obszarach badań nad mikrobiomem-gospodarzem. Aby osiągnąć te cele, nasza strategia łączy wiele dyscyplin, koncentrując się na czynnikach, które mają największy wpływ na zdrowie w okresie niemowlęcym: mikrobiomie jelitowym, regulacji snu i rozwoju neurologicznym.

Wpływ tego projektu jest znaczący i ma znaczenie globalne, ponieważ rozwija możliwe opcje leczenia wspierające zdrowie neurorozwojowe u wcześniaków i niemowląt urodzonych w terminie, bada nowe podejścia do rozwiązywania problemów regulacyjnych oraz dostarcza kluczowych informacji na temat dostosowanych profilaktycznych synbiotyków i możliwego rozwoju „post-biotyki”. Co więcej, badanie wspiera badanie biomarkerów rozwoju układu nerwowego i przyczynia się do wczesnej profilaktyki chorób rozwojowych i psychicznych.