Oligosacchariden uit moedermelk kunnen bacteriële infecties bij pasgeborenen en volwassenen helpen behandelen of voorkomen

Bacteriën bekend als groep B Streptokokken (GBS) zijn een veelvoorkomende oorzaak van bloedinfecties, meningitis en doodgeboorte bij pasgeborenen. Hoewel GBS-infecties vaak kunnen worden behandeld of voorkomen met antibiotica, de bacteriën worden steeds resistenter.

Nutsvoorzieningen, onderzoekers hebben ontdekt dat oligosachariden van menselijke melk (HMO's) – korte strengen suikermoleculen die overvloedig aanwezig zijn in moedermelk – kunnen helpen GBS-infecties in menselijke cellen en weefsels en bij muizen te voorkomen. op een dag, HMO's kunnen mogelijk antibiotica vervangen voor de behandeling van infecties bij zuigelingen en volwassenen, ze zeggen.

De onderzoekers presenteren hun resultaten vandaag op de najaarsbijeenkomst van de American Chemical Society (ACS). ACS Fall 2021 is een hybride bijeenkomst die virtueel en persoonlijk wordt gehouden van 22-26 augustus, en on-demand content zal van 30 augustus tot en met september beschikbaar zijn. 30. De vergadering bevat meer dan 7, 000 presentaties over een breed scala aan wetenschappelijke onderwerpen.

"Ons laboratorium heeft eerder aangetoond dat mengsels van HMO's geïsoleerd uit de melk van verschillende donormoeders antimicrobiële en antibiofilmactiviteit hebben tegen GBS, " zegt Rebecca Moore, die het werk op de vergadering presenteert. "We wilden van deze in vitro-onderzoeken springen om te zien of HMO's infecties in cellen en weefsels van een zwangere vrouw konden voorkomen, en bij zwangere muizen." Moore is een afgestudeerde student in de laboratoria van Steven Townsend, doctoraat, aan de Vanderbilt University en Jennifer Gaddy, doctoraat, in het Vanderbilt Universitair Medisch Centrum.

Volgens de Amerikaanse Centers for Disease Control and Prevention, ongeveer 2, 000 baby's in de VS krijgen elk jaar GBS, en 4-6% van hen sterft eraan. De bacteriën worden vaak overgedragen van moeder op baby tijdens de bevalling en de bevalling. Een aanstaande moeder die positief test op GBS, krijgt gewoonlijk intraveneuze antibiotica tijdens de bevalling om vroegtijdige infecties te voorkomen, die zich voordoen tijdens de eerste levensweek.

interessant, de incidentie van laat optredende infecties (die optreden van één week tot drie maanden na de geboorte) is hoger bij zuigelingen die flesvoeding krijgen dan bij zuigelingen die borstvoeding krijgen, wat suggereert dat factoren in moedermelk kunnen helpen beschermen tegen GBS. Als, de suikers zouden misschien antibiotica kunnen vervangen, die, naast het doden van nuttige bacteriën, worden minder effectief door de toename van antibioticaresistentie.

De onderzoekers bestudeerden de effecten van gecombineerde HMO's van verschillende moeders op GBS-infectie van placentale immuuncellen (macrofagen genoemd) en van het zwangerschapsmembraan (de zak rond de foetus). "We ontdekten dat HMO's de groei van bacteriën in zowel de macrofagen als de membranen volledig konden remmen, dus gingen we heel snel naar een muismodel kijken, ' zegt Moor.

Ze onderzochten of HMO's konden voorkomen dat een GBS-infectie zich verspreidde via het voortplantingsstelsel van zwangere muizen. "In vijf verschillende delen van het voortplantingsstelsel, we zagen een significant verminderde GBS-infectie met HMO-behandeling."

Rebecca Moore, afgestudeerde student, Vanderbilt University

Om erachter te komen welke HMO's en andere oligosachariden deze antimicrobiële effecten hebben en waarom, de onderzoekers zetten een kunstmatig microbioom van twee soorten op met GBS en de heilzame Streptococcus salivarius soorten groeien in een weefselkweekplaat, gescheiden door een semi-permeabel membraan. Vervolgens, de onderzoekers voegden oligosachariden toe die vaak aan zuigelingenvoeding worden toegevoegd, galacto-oligosachariden (GOS) genoemd, die zijn afgeleid van planten. Bij afwezigheid van de suiker, GBS onderdrukte de groei van de "goede" bacteriën, maar GOS hielp deze nuttige soort groeien. "We concludeerden dat GBS melkzuur produceert dat de groei remt, en als we dan het oligosacharide toevoegen, de heilzame soorten kunnen het gebruiken als voedselbron om deze onderdrukking te overwinnen, ’ legt Moor uit.

Enigszins verrassend, de eerste HMO's die ze in het systeem hebben getest, hadden dit effect niet, maar Townsend zegt dat het waarschijnlijk is dat een of meer van de meer dan 200 unieke suikers in moedermelk activiteit zullen vertonen in de kunstmatige microbioomtest. Het team is van plan om erachter te komen. De reden waarom HMO's GBS-infectie kunnen behandelen en voorkomen, is waarschijnlijk tweeledig, de onderzoekers zeggen:ze werken als een antikleefmiddel door te voorkomen dat ziekteverwekkers aan weefseloppervlakken blijven kleven en een biofilm vormen, en ze zouden kunnen werken als een prebioticum door de groei van goede bacteriën te ondersteunen.

"HMO's bestaan ​​al zo lang als mensen, en bacteriën hebben ze niet door. Vermoedelijk, dat komt omdat er zoveel in melk zitten, en ze veranderen voortdurend tijdens de ontwikkeling van een baby, ", zegt Townsend. "Maar als we meer zouden kunnen leren over hoe ze werken, het is mogelijk dat we verschillende soorten infecties kunnen behandelen met mengsels van HMO's, en misschien kan dit ooit een vervanging zijn voor antibiotica bij volwassenen, evenals baby's."

• Elektronische gezondheidssystemen hielpen bij het verhogen van HBV-screening tijdens de COVID-19-pandemie
• Antihypertensiva kunnen de overleving van patiënten met colorectale kanker verbeteren