Ankstyvas antibiotikų vartojimas sutrikdo kūdikių imuninės sistemos vystymąsi

Naujame Ročesterio universiteto medicinos centro (URMC) tyrėjų tyrime nustatyta, kad ankstyvas antibiotikų vartojimas gali pakenkti kūdikio imuninės sistemos vystymuisi, o natūralus metabolitas gali būti pagrindinis žalos panaikinimo veiksnys.

Žurnale „Cell“ paskelbtame tyrime nustatyta, kad antibiotikų vartojimas nėštumo ir kūdikystės metu gali visam laikui susilpninti imuninės sistemos gebėjimą kovoti su kvėpavimo takų infekcijomis, tokiomis kaip gripas. Analizuodami pelių modelius ir žmonių kūdikių plaučių audinius, tyrėjai nustatė, kad ankstyvas antibiotikų vartojimas sutrikdo žarnyno mikrobiomo gebėjimą gaminti inoziną – molekulę, kuri yra svarbus signalas imuninių ląstelių vystymuisi.

Tačiau, pridėdami inozino pelėms, mokslininkai sugebėjo ištaisyti antibiotikų sukeltas imuninės sistemos problemas, atverdami duris potencialioms terapinėms strategijoms, skirtoms sustiprinti imuninę atmintį pažeidžiamiems kūdikiams.

„Įsivaizduokite inoziną kaip molekulinį pasiuntinį. Jis keliauja iš žarnyno į besivystančias imunines ląsteles, „išmokydamas“ jas, kaip tinkamai subręsti ir pasiruošti būsimoms infekcijoms“, – aiškino Hiteshas Deshmukhas, medicinos mokslų daktaras, vyresnysis tyrimo autorius ir UR Medicinos Golisano vaikų ligoninės (GCH) neonatologijos vadovas.

Šis projektas buvo ilgalaikės NIH R35 finansuojamos iniciatyvos, kuria siekiama ištirti, kaip ankstyvojo gyvenimo metu patirta žala daro įtaką ligų, įskaitant astmą ir lėtines plaučių ligas, rizikai visą gyvenimą.

„Žinome, kad antibiotikai gali išgelbėti kūdikių gyvybes, tačiau jie taip pat sutrikdo mikrobiomą kritiniu imuninės sistemos vystymosi laikotarpiu“, – sakė Deshmukh. „Mūsų tyrimas rodo vieną iš būdų, kaip šis sutrikimas veikia plaučių imunitetą, ir, dar svarbiau, galimą būdą jį ištaisyti.“

Šis sutrikimas paveikia audiniuose esančių atminties T ląstelių, specializuotų imuninių ląstelių populiacijos, gyvenančios plaučiuose ir užtikrinančios ilgalaikę apsaugą nuo virusinių infekcijų, formavimąsi. Be šių ląstelių kūdikiai gali išlikti pažeidžiami sunkių kvėpavimo takų ligų net ir pilnametystėje.

„Nustatėme, kad žarnyno mikrobiomas veikia kaip besivystančios imuninės sistemos mokytojas“, – aiškino Deshmukh. „Kai antibiotikai sutrikdo šį natūralų mokymosi procesą, tai tarsi iš vadovėlio ištrinami svarbūs skyriai: imuninė sistema niekada neišmoksta svarbių pamokų apie kovą su kvėpavimo takų infekcijomis.“

Svarbiausios tyrimo išvados:

Tyrime buvo lyginamos pelių jaunikliai, paveikti įprastais antibiotikais (ampicilinu, gentamicinu ir vankomicinu – tais pačiais vaistais, dažnai vartojamais nėščioms moterims ir naujagimiams), su pelėmis, kurių natūrali mikrobioma išliko nepažeista.

Pelėms, paveiktoms antibiotikais:

• Apsauginių CD8+ T ląstelių populiacija plaučiuose buvo žymiai sumažinta.

• Buvo sutrikęs gebėjimas formuoti audiniuose esančias atminties ląsteles – specializuotas imunines ląsteles, kurios gyvena plaučiuose ir užtikrina greitą apsaugą nuo pakartotinės infekcijos.

• Imuniteto sutrikimai išliko iki pilnametystės, o tai rodo nuolatinius imuninės sistemos vystymosi pokyčius.

Naudodama plaučių audinių mėginius iš NIH finansuojamo BRINDL biobanko, komanda patvirtino, kad panašūs imuninės sistemos sutrikimai buvo nustatyti ir žmonių kūdikiams, paveiktiems antibiotikais. Šie kūdikiai ne tik turėjo mažiau atminties ląstelių, bet ir parodė panašius genų raiškos modelius kaip vyresnio amžiaus suaugusieji, o tai taip pat siejama su padidėjusia kvėpavimo takų infekcijų rizika.

Svarbiausia, kad pridėjus inozino antibiotikais paveiktoms pelėms, žymiai atkurtas jų gebėjimas vystyti funkcines atminties ląsteles ir sukelti veiksmingą imuninį atsaką, atveriant perspektyvias būsimas terapijas.

„Tai rodo, kad tiksliniu maisto papildymu galime apsaugoti rizikos grupės kūdikius“, – teigė Deshmukh. „Nors prieš taikant šį metodą kliniškai reikia atlikti daug daugiau tyrimų, dabar turime kelią į priekį.“

Tyrimo išvados gali turėti įtakos būsimiems tyrimams, skirtiems kurti intervencijas, įskaitant maisto papildus, metabolitų terapiją ar mikrobiomo palaikymo strategijas, kurios padėtų naujagimiams išsiugdyti stipresnę imuninę atmintį, nereikalaujant vien pasikliauti antibiotikais ar rizikingais probiotikais.

Deshmukh pažymėjo, kad GCH neonatologė MD Gloria Preihuber atliko pagrindinį vaidmenį tyrime. Jos BRINDL biobankas, kuriame buvo surinkti per 15 metų NIH palaikomi kūdikių plaučių mėginiai, leido komandai patikrinti savo išvadas su žmogaus ląstelėmis.

„Šis straipsnis nebūtų buvęs įmanomas be dr. Prayhuber dosnumo ir patirties“, – sakė Deshmukh. „Galimybė palyginti pelių rezultatus su žmogaus ląstelėmis buvo absoliučiai būtina. Tai viena iš pagrindinių priežasčių, kodėl atvykau į Ročesterį (iš Sinsinačio vaikų ligoninės) – bendradarbiauti su ja.“