Överföring från mor till spädbarn av bakteriom, svamp, virom och metabolom vid hälsa och Crohns sjukdom

Inflammatoriska tarmsjukdomar (IBD), inklusive Crohns sjukdom (CD) och ulcerös kolit (UC), orsakas av förlust av slemhinnetolerans mot den kommensala mikrobiotan vilket resulterar i inflammatoriska svar. Både CD och UC är svåra att hantera kliniskt, och deras förekomst ökar över hela världen, särskilt i nyligen industrialiserade länder. Etiologin för dessa störningar är multifaktoriell, påverkad av de komplexa interaktionerna mellan gener, immunförsvar, tarmmikrobiota och den yttre miljön. Studier har visat att det finns en högre sjukdomsöverföringshastighet från mödrar med IBD än från fäder.[47] Det är väletablerat att IBD också är associerat med störningar i tarmmikrobiotans sammansättning. Tidig barndom, när mikrobiotan är mindre mogen och mer formbar, är en guldålder för mikrobiotamanipulation för att förhindra sjukdomar. Att studera mikrobiota vid denna guldålder tillåter oss också att dissekera utvecklingen av en felaktig mikrobiota och identifiera terapeutiska mål för att vända den och bota sjukdomar som redan är utvecklade. Nya bevis tyder på att mag-tarmkanalen hos nyfödda blir koloniserad med bakterier i livmodern[1], med närvaron av olika mikrober rapporterade i fostervatten[2, 3], navelsträngsblod[4], såväl som placenta. och fostermembran[5, 6]. Källan till dessa mikrober är av fortsatt intresse eftersom den initiala tarmkoloniseringen tros spela en avgörande roll i initieringen av det mukosala immunsystemet och kan predisponera för utvecklingen av immunmedierade sjukdomar, såsom IBD, senare i livet[7] ]. Vår pilotstudie på flera moder-barn-prover visade att på ordningsnivå dominerade Caudovirales i de virala samhällena av bröstmjölk och mekonium med en relativ förekomst över 95 %. I det virala samhället av placenta upptog dock Caudovirales endast cirka 50 %, samtidigt med uppkomsten av eukaryota virus som Ortervirles (i genomsnitt 27,5 %) och Herpesvirales (i genomsnitt 9,3 %). Sammantaget är mikrobiomstrukturerna hos moder-bebisar över friska och IBD-populationer till stor del underutforskade.

En nyligen genomförd studie upptäckte en ny mekanism för vertikalt överfört skydd av nyfödda. Forskarna fann att bakterier i moderns tarm under graviditeten kan driva på senare medfödd mognad av neonataltarmen i frånvaro av kolonisering, genom överföring av specifika bakteriella metaboliter till fostret och via modersmjölken [8]. Gomez de Agu ero et al. (2016) visade tydligt att effekterna av tarmmikrobiotan på postnatal immunmognad inte bara beror på kolonisering av den nyfödda efter födseln[9]. De visar detta i en förenklad modell av graviditetsmonokolonisering med E. coli där AhR-ligander som härrör från denna bakterie driver ett distinkt tidigt postnatalt tarmutvecklingsprogram[9]. Med tanke på komplexiteten hos mikrober som finns i graviditetstarmen, kommer det att bli spännande att lära sig om det finns andra moduler av priming inducerade av distinkta mikrober och deras metaboliter. I enlighet med dessa linjer är det frestande att spekulera i att denna transgenerationella effekt representerar ett prediktivt adaptivt svar där mödrar förbereder de nyfödda för specifika utmaningar som de sannolikt kommer att stöta på baserat på gestational miljösignaler, inte bara genom mikrobiell kolonisering utan också genom metabolitöverföring. Samtidigt är det okänt om det finns abnormiteter i metabolomen såväl som dess överföring från mor till spädbarn vid IBD. För att ta itu med denna fråga började vi med en pilotstudie om bröstmjölksmetablomprofilering, med användning av oriktad metabolomik tillvägagångssätt genom vätskekromatografi-masspektrometri (LC-MS). Resultaten visade totalt 1 318 negativa egenskaper och 1 418 positiva egenskaper som diskriminerade mellan IBD (4UC, 3 CD) mödrar och friska mödrar, vilket tyder på stora metaboliska skillnader mellan dem. Dessa signifikant förändrade metaboliter var inblandade i arginin- och prolinmetabolism såväl som tyrosinmetabolism enligt analys av anrikningsvägar. Dessa resultat indikerar att de metabolomiska profilerna förändras i IBD moders bröstmjölk, vilket kan överföras till spädbarn och påverka deras utveckling och hälsa.