Когда новорожденный делает первый вдох, микробы, выстилающие родовые пути матери, уже проникают в кишечник ребенка. А когда ребенок впервые попробует грудное молоко, многие другие поселятся в нем. Этот процесс размещения дружественного ассортимента бактерий в пищеварительном тракте – вместе называемых кишечной микробиотой – необходим для здорового развития и помогает младенцу переваривать пищу, синтезировать витамины и ферменты и бороться с патогенным вторжением.
Понимание факторов, влияющих на развитие микробных популяций у младенцев, является целью нового партнерства между Сингапурским институтом генома A * STAR (GIS) и Nutricia Research, входящей в международную пищевую компанию Danone. Исследование будет включать клиническое и геномное исследование микробиома кишечника, который представляет собой сумму геномов всех микробов, обитающих в кишечнике. "Это партнерство объединяет геномный опыт ГИС, которые разработали высокопроизводительные подходы к мониторингу микробиома, с питанием в раннем возрасте и клиническим опытом Nutricia Research для исследования пользы для здоровья бактериальных добавок," говорит Мартин Хибберд, заместитель директора GIS.
Исследователи надеются, что их результаты могут привести к улучшению питания младенцев для улучшения здоровья в раннем возрасте и даже во взрослом возрасте.
Сложный и устойчивый
Гармоничные отношения с бактериями, разделяющими наши пищеварительные тракты, все чаще признаются необходимыми для хорошего здоровья.
"Нарушения развивающейся микробиоты кишечника в раннем возрасте могут оказывать влияние на иммунную, метаболическую и неврологическую системы и потенциально приводить к долгосрочным неблагоприятным последствиям для здоровья," говорит Каутер Бен Амор, старший руководитель группы микробиологии и физиологии кишечника в Nutricia Research. Исследования показали, что разрыв во взаимоотношениях между микробами и телом может способствовать возникновению таких заболеваний у людей, как аллергия, астма, ожирение, диабет, синдром воспалительного кишечника и даже аутизм. Но в то время как предыдущее внимание уделялось выявлению паттернов микробной колонизации, связанной с болезненными состояниями, новые усилия должны помочь определить, как выглядит здоровая бактериальная популяция, заполняя пробел в наших нынешних знаниях.
"Здоровый микробиом еще не охарактеризован полностью," объясняет Хибберд. "Однако мы знаем, что это сложно, и в исследовании мы будем стремиться связать это со здоровыми результатами." Исследователи определили, что здоровое бактериальное сообщество не только разнообразно, но и экологически стабильно, что означает, что оно может сохранять свою структуру сообщества перед лицом стресса или возвращаться к состоянию по умолчанию после нарушения, добавляет Бен Амор.
Молоко для здоровья
Понимание динамики микробной экосистемы кишечника и факторов, которые стимулируют ее развитие, может быть использовано для улучшения здоровья в более позднем возрасте. Особое значение имеет питание, в котором мать младенца играет ведущую роль. "Грудное молоко обычно является первым продуктом питания в младенчестве и считается лучшим питанием для роста и здорового развития новорожденного," говорит Бен Амор.
Грудное молоко содержит две группы соединений, которые считаются полезными для здоровья – пребиотики и «хорошие» бактерии, которые также содержатся в пробиотических добавках.
Пребиотики – это соединения, которые стимулируют рост определенных полезных бактерий в толстой кишке. К ним относятся неперевариваемые углеводы, известные как олигосахариды, содержащиеся в материнском молоке. Пробиотики – это живые бактерии, такие как виды Lactobacillus и Bifidobacterium, продуцирующие молочную кислоту, которые помогают поддерживать микробный баланс в кишечнике.
Исследователи полагают, что лучшее понимание вклада пребиотиков, пробиотиков и их комбинации – синбиотиков – в формирование нормальных бактериальных популяций может быть использовано для улучшения дизайна пищевых продуктов, которые дополняют или дополняют грудное молоко.
По словам Хибберда, на развитие кишечного микробиома младенца влияют и другие факторы. Например, антибиотики могут изменить характер бактериальной колонизации. Без контакта с популяциями бактерий в родовых путях матери микробиота кишечника младенцев после кесарева сечения больше напоминает микроорганизмы, обнаруженные на поверхности кожи матери. Учитывая рост числа случаев кесарева сечения во всем мире, в том числе в Азии, необходимы дополнительные исследования для изучения последствий для здоровья хирургических родов младенцев.
Кормление бактерий
Партнерство GIS и Nutricia Research надеется по-новому взглянуть на эти аспекты питания детей грудного возраста. Вдохновленный грудным молоком, в нем будет конкретно рассмотрено, как введение пребиотиков, пробиотиков и синбиотиков модулирует микробиоту кишечника в раннем возрасте.
В рамках сотрудничества Nutricia Research сосредоточится на проведении двух клинических исследований в Азии. В ходе исследований будет изучено, как пищевые добавки могут способствовать формированию микробиома в раннем возрасте и помочь предотвратить заболевания в более позднем возрасте.
Образцы, взятые из желудочно-кишечного тракта участников исследования, будут проанализированы с использованием новейших геномных технологий ГИС и передовых методов анализа. Это позволит исследователям охарактеризовать геномный состав всего микробного сообщества и разработать молекулярное понимание преимуществ, связанных с пищевыми добавками.
"Исследования микробиома – это захватывающий рубеж, и они используют основные возможности ГИС для анализа и изучения сложного сообщества микробов," говорит Хак Хуэй Нг, исполнительный директор GIS. Лишь недавно в ГИС был разработан метод определения дополнения видов, составляющих сложные микробные сообщества, который является более всеобъемлющим и экономичным, чем существующие методы, и может применяться в крупномасштабных исследованиях.
Повышение питательности
Хибберд ожидает, что пищевые добавки будут способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике младенца, что принесет пользу для здоровья исследуемой популяции. Со временем эти результаты могут быть преобразованы в новые продукты питания, специально разработанные для удовлетворения потребностей целевых групп, таких как дети, рожденные путем кесарева сечения. "До сих пор очень мало научных публикаций о пользе для здоровья различных молочных смесей в обеспечении здорового микробиома кишечника," говорит Хибберд. "Мы надеемся, что наше исследование принесет пользу отрасли, генерируя эти новые знания."