Zgodnja uporaba antibiotikov moti razvoj imunskega sistema pri dojenčkih

Nova študija raziskovalcev z Medicinskega centra Univerze v Rochesterju (URMC) je pokazala, da lahko zgodnja izpostavljenost antibiotikom poslabša razvoj imunskega sistema dojenčka, naravni presnovek pa je lahko ključen za odpravo škode.

Študija, objavljena v reviji Cell, je pokazala, da lahko izpostavljenost antibiotikom med nosečnostjo in dojenčkom trajno oslabi sposobnost imunskega sistema za boj proti okužbam dihal, kot je gripa. Raziskovalci so z analizo mišjih modelov in pljučnega tkiva dojenčkov ugotovili, da zgodnja uporaba antibiotikov moti sposobnost črevesnega mikrobioma za proizvodnjo inozina, molekule, ki služi kot pomemben signal za razvoj imunskih celic.

Vendar pa so znanstveniki z dodajanjem inozina mišim uspeli odpraviti težave z imunskim sistemom, ki jih povzročajo antibiotiki, kar je odprlo vrata potencialnim terapevtskim strategijam za krepitev imunskega spomina pri ranljivih dojenčkih.

»Predstavljajte si inozin kot molekularnega prenašalca. Potuje iz črevesja v razvijajoče se imunske celice in jih 'uči', kako pravilno dozoreti in se pripraviti na prihodnje okužbe,« je pojasnil Hitesh Deshmukh, dr. med., višji avtor študije in vodja neonatologije v otroški bolnišnici Golisano (GCH) na UR Medicine.

Projekt je bil del dolgoročne pobude, ki jo financira NIH R35, za preučevanje, kako izpostavljenost v zgodnjem življenju oblikuje vseživljenjsko tveganje za bolezni, vključno z astmo in kronično pljučno boleznijo.

»Vemo, da lahko antibiotiki rešijo življenja dojenčkov, vendar hkrati motijo mikrobiom v kritičnem obdobju razvoja imunskega sistema,« je dejal Deshmukh. »Naša študija kaže na enega od načinov, kako ta motnja vpliva na imunost pljuč, in, kar je še pomembneje, na možen način, kako jo odpraviti.«

Motnja vpliva na nastanek tkivno rezidenčnih spominskih celic T, specializirane populacije imunskih celic, ki živijo v pljučih in zagotavljajo dolgoročno zaščito pred virusnimi okužbami. Brez teh celic so lahko dojenčki še dolgo v odrasli dobi ranljivi za hude bolezni dihal.

»Ugotovili smo, da črevesni mikrobiom deluje kot učitelj za razvijajoči se imunski sistem,« je pojasnil Deshmukh. »Ko antibiotiki zmotijo ta naravni izobraževalni proces, je to kot odstranitev ključnih poglavij iz učbenika: imunski sistem se nikoli ne nauči pomembnih lekcij o boju proti okužbam dihal.«

Ključne ugotovitve študije:

V študiji so primerjali mišije dojenčke, izpostavljene običajnim antibiotikom (ampicilin, gentamicin in vankomicin – ista zdravila, ki se pogosto uporabljajo pri nosečnicah in novorojenčkih), z mišmi, katerih naravni mikrobiom je ostal nedotaknjen.

Pri miših, izpostavljenih antibiotikom:

• Populacija zaščitnih celic CD8+ T v pljučih se je znatno zmanjšala.

• Prišlo je do okvare sposobnosti tvorbe tkivno rezidenčnih spominskih celic, specializiranih imunskih celic, ki živijo v pljučih in zagotavljajo hitro zaščito pred ponovno okužbo.

• Imunske pomanjkljivosti so vztrajale v odrasli dobi, kar kaže na vztrajne spremembe v razvoju imunskega sistema.

Z uporabo vzorcev pljučnega tkiva iz biobanke BRINDL, ki jo financira NIH, je ekipa potrdila, da so bile podobne imunske pomanjkljivosti prisotne tudi pri dojenčkih, izpostavljenih antibiotikom. Ti dojenčki niso imeli le manj spominskih celic, temveč so kazali tudi vzorce izražanja genov, podobne starejšim odraslim, kar je povezano tudi z večjim tveganjem za okužbe dihal.

Najpomembneje je, da je dodajanje inozina mišim, izpostavljenim antibiotikom, znatno obnovilo njihovo sposobnost razvoja funkcionalnih spominskih celic in učinkovitega imunskega odziva, kar je odprlo obetavne možnosti za prihodnje terapije.

»To kaže, da lahko ogrožene dojenčke zaščitimo s ciljno usmerjenim prehranskim dopolnilom,« je dejal Deshmukh. »Čeprav je potrebnih še veliko več raziskav, preden se ta pristop lahko uporabi klinično, imamo zdaj pot naprej.«

Ugotovitve študije bi lahko vplivale na prihodnje raziskave razvoja intervencij – vključno s prehranskimi dopolnili, metabolitno terapijo ali strategijami za podporo mikrobioma – ki bi novorojenčkom pomagale razviti močnejši imunski spomin, ne da bi se morali zanašati izključno na antibiotike ali tvegane probiotike.

Deshmukh je poudarila, da je neonatologinja GCH, dr. Gloria Preihuber, igrala ključno vlogo v študiji. Njena biobanka vzorcev pljuč dojenčkov BRINDL, ki jih podpira NIH, zbranih v 15-letnem obdobju, je ekipi omogočila, da preizkusi svoje ugotovitve na človeških celicah.

»Ta članek ne bi bil mogoč brez dr. Prayhuberjeve velikodušnosti in strokovnega znanja,« je dejal Deshmukh. »Možnost primerjave rezultatov miši s človeškimi celicami je bila ključnega pomena. To je eden glavnih razlogov, zakaj sem prišel v Rochester (iz otroške bolnišnice Cincinnati) – da bi sodeloval z njo.«