A korai antibiotikum-használat megzavarja a csecsemők immunrendszerének fejlődését

A Rochesteri Egyetem Orvosi Központjának (URMC) kutatói által végzett új tanulmány kimutatta, hogy a korai antibiotikum-kezelés károsíthatja a csecsemő immunrendszerének fejlődését, és egy természetes metabolit kulcsfontosságú lehet a károsodás visszafordításában.

A Cell folyóiratban megjelent tanulmány szerint a terhesség és csecsemőkor alatti antibiotikum-használat véglegesen gyengítheti az immunrendszer azon képességét, hogy leküzdje a légúti fertőzéseket, például az influenzát. Egérmodellek és emberi csecsemők tüdőszövetének elemzésével a kutatók azt találták, hogy a korai antibiotikum-használat megzavarja a bélmikrobiom azon képességét, hogy inozint termeljen, egy olyan molekulát, amely fontos jelként szolgál az immunsejtek fejlődéséhez.

Az egerek inozinnal való kezelésével azonban a tudósok képesek voltak korrigálni az antibiotikumok okozta immunrendszeri problémákat, megnyitva az utat a potenciális terápiás stratégiák előtt, amelyekkel fokozható az immunmemória a sebezhető csecsemőknél.

„Képzeljük el az inozint molekuláris hírvivőként. A bélből a fejlődő immunsejtekhez jut, »megtanítva« őket arra, hogyan érjenek megfelelően és készüljenek fel a jövőbeli fertőzésekre” – magyarázta Dr. Hitesh Deshmukh, a tanulmány vezető szerzője és a UR Medicine Golisano Gyermekkórházának (GCH) neonatológiai vezetője.

A projekt egy hosszú távú, az NIH R35 által finanszírozott kezdeményezés része volt, amelynek célja annak vizsgálata, hogy a korai életszakaszban bekövetkező expozíciók hogyan befolyásolják az olyan betegségek egész életen át tartó kockázatát, mint az asztma és a krónikus tüdőbetegség.

„Tudjuk, hogy az antibiotikumok megmenthetik a csecsemők életét, de az immunrendszer fejlődésének kritikus időszakában a mikrobiomot is megzavarják” – mondta Deshmukh. „Tanulmányunk bemutat egy módot, ahogyan ez a zavar a tüdő immunitását befolyásolja, és ami még fontosabb, egy lehetséges módot a korrekciójára.”

A rendellenesség a szövetekben élő memória T-sejtek képződését érinti, amelyek az immunsejtek speciális populációja, és a tüdőben élnek, és hosszú távú védelmet nyújtanak a vírusfertőzésekkel szemben. Ezen sejtek nélkül a csecsemők felnőttkorukban is sebezhetőek maradhatnak a súlyos légzőszervi megbetegedésekkel szemben.

„Azt tapasztaltuk, hogy a bélmikrobiom tanárként működik a fejlődő immunrendszer számára” – magyarázta Deshmukh. „Amikor az antibiotikumok megzavarják ezt a természetes tanulási folyamatot, az olyan, mintha kulcsfontosságú fejezeteket távolítanánk el egy tankönyvből: az immunrendszer soha nem tanul meg fontos leckéket a légúti fertőzések elleni küzdelemről.”

A tanulmány főbb megállapításai:

A tanulmány összehasonlította a gyakori antibiotikumoknak (ampicillin, gentamicin és vankomicin – ugyanazok a gyógyszerek, amelyeket gyakran alkalmaznak terhes nőknél és újszülötteknél) kitett újszülött egereket olyan egerekkel, amelyek természetes mikrobiomja ép maradt.

Antibiotikumoknak kitett egerekben:

• A tüdőben a védő CD8+ T-sejtek populációja jelentősen csökkent.

• Károsodott a szöveti memóriasejtek, a tüdőben élő, és az újrafertőződéssel szemben gyors védelmet nyújtó speciális immunsejtek képzésének képessége.

• Az immunhiányos állapotok felnőttkorban is fennálltak, ami az immunrendszer fejlődésének tartós változásaira utal.

Az NIH által finanszírozott BRINDL Biobank tüdőszövetmintáinak felhasználásával a csapat megerősítette, hogy hasonló immunhiányos állapotok voltak jelen az antibiotikumoknak kitett emberi csecsemőknél is. Ezeknek a csecsemőknek nemcsak kevesebb memóriasejtjük volt, hanem az idősebb felnőttekéhez hasonló génexpressziós mintázatokat is mutattak, ami szintén összefüggésben áll a légúti fertőzések fokozott kockázatával.

A legfontosabb, hogy az antibiotikumoknak kitett egerek inozinnal való ellátása jelentősen helyreállította a funkcionális memóriasejtek fejlesztésének és a hatékony immunválaszok kialakításának képességét, ígéretes lehetőségeket nyitva meg a jövőbeli terápiák számára.

„Ez arra utal, hogy célzott táplálékkiegészítéssel megvédhetjük a veszélyeztetett csecsemőket” – mondta Deshmukh. „Bár sokkal több kutatásra van szükség, mielőtt ezt a megközelítést klinikailag alkalmazni lehetne, most már van egy kiút.”

A tanulmány eredményei befolyásolhatják a jövőbeli kutatásokat az intervenciók – beleértve az étrend-kiegészítőket, a metabolit-terápiát vagy a mikrobiom-támogató stratégiákat – fejlesztése terén, amelyek segítik az újszülötteket erősebb immunmemóriát kialakítani anélkül, hogy kizárólag antibiotikumokra vagy kockázatos probiotikumokra kellene támaszkodniuk.

Deshmukh megjegyezte, hogy Dr. Gloria Preihuber, a GCH neonatológusa kulcsszerepet játszott a tanulmányban. Az általa 15 év alatt gyűjtött, NIH által támogatott csecsemők tüdőmintáit tartalmazó BRINDL biobank lehetővé tette a csapat számára, hogy eredményeiket emberi sejtekben teszteljék.

„Ez a tanulmány nem jöhetett volna létre Dr. Prayhuber nagylelkűsége és szakértelme nélkül” – mondta Deshmukh. „Az egéreredmények emberi sejtekkel való összehasonlításának lehetősége abszolút kritikus fontosságú volt. Ez az egyik fő oka annak, hogy Rochesterbe jöttem (a Cincinnati Gyermekkórházból) – hogy együttműködjek vele.”