Tarmmikrobiom -mönster ger ledtrådar till hjärnskador hos extremt för tidigt födda barn

Extremt prematura barn löper stor risk för hjärnskador. Forskare vid universitetet i Wien och medicinska universitetet i Wien har nu hittat möjliga mål för tidig behandling av sådana skador utanför hjärnan:Bakterier i tarmen hos för tidigt födda barn kan spela en nyckelroll. Forskargruppen fann att överväxt av mag -tarmkanalen med bakterien Klebsiella är förknippad med en ökad närvaro av vissa immunceller och utveckling av neurologiska skador hos för tidigt födda barn. Studien publiceras nu i tidskriften Cell Host &Microbe.

Komplex samspel:tarm-immun-hjärnans axel

Tarmens tidiga utveckling, hjärnan och immunsystemet är nära sammanlänkade. Forskare hänvisar till detta som tarm-immun-hjärnans axel. Bakterier i tarmen samarbetar med immunsystemet, som i sin tur övervakar tarmmikrober och utvecklar lämpliga svar på dem. Dessutom, tarmen är i kontakt med hjärnan via vagusnerven liksom via immunsystemet.

Vi undersökte vilken roll denna axel spelar för hjärnans utveckling av extrema prematura spädbarn. Mikroorganismerna i tarmmikrobiomet - som är en vital samling av hundratals bakteriearter, svampar, virus och andra mikrober - är i jämvikt hos friska människor. Dock, särskilt hos för tidigt födda barn, vars immunsystem och mikrobiom inte har kunnat utvecklas fullt ut, förändringar är ganska troliga. Dessa förändringar kan leda till negativa effekter på hjärnan, "

David Seki, Studys första författare, Mikrobiolog och immunolog

Mönster i mikrobiomet ger ledtrådar till hjärnskador

"Faktiskt, vi har kunnat identifiera vissa mönster i mikrobiomet och immunsvaret som är tydligt kopplade till utvecklingen och svårighetsgraden av hjärnskada, "tillägger David Berry, mikrobiolog och chef för forskargruppen vid Center for Microbiology and Environmental Systems Science (CMESS) vid universitetet i Wien samt operativ chef för Joint Microbiome Facility vid Medical University of Vienna och University of Vienna. "Avgörande, sådana mönster uppträder ofta före förändringar i hjärnan. Detta föreslår ett kritiskt tidsfönster under vilket hjärnskador hos extremt för tidigt födda barn kan förhindras från att förvärras eller till och med undvikas. "

Omfattande studie av utvecklingen av extremt för tidigt födda barn

Utgångspunkter för utveckling av lämpliga terapier tillhandahålls av biomarkörerna som det tvärvetenskapliga teamet kunde identifiera. "Våra data visar att överdriven tillväxt av bakterien Klebsiella och tillhörande förhöjda γδ-T-cellnivåer tydligen kan förvärra hjärnskador, "förklarar Lukas Wisgrill, Neonatolog från avdelningen för neonatologi, Pediatrisk intensivvårdmedicin och neuropediatri vid Institutionen för barn- och ungdomsmedicin vid medicinska universitetet i Wien. "Vi kunde spåra dessa mönster eftersom, för en mycket specifik grupp nyfödda, för första gången utforskade vi i detalj hur tarmmikrobiomet, immunsystemet och hjärnan utvecklas och hur de interagerar i denna process, "tillägger han. Studien övervakade totalt 60 för tidigt födda barn, född före 28 veckors dräktighet och väger mindre än 1 kg, i flera veckor eller till och med månader. Med hjälp av toppmoderna metoder-undersökte teamet mikrobiomet med hjälp av 16S rRNA-gensekvensering, bland andra metoder - forskarna analyserade blod- och avföringsprover, hjärnvågsinspelningar (t.ex. aEEG) och MR -bilder av spädbarnets hjärnor.

Forskningen fortsätter med två studier

Studien, som är ett interuniversitetsklusterprojekt under ledning av Angelika Berger (Medical University of Vienna) och David Berry (University of Vienna), är utgångspunkten för ett forskningsprojekt som kommer att undersöka mikrobiomet och dess betydelse för den neurologiska utvecklingen av för tidigt födda barn ännu mer ingående. Dessutom, forskarna kommer att fortsätta att följa barnen i den första studien. "Hur barnens motoriska och kognitiva färdigheter utvecklas blir bara uppenbart under flera år, "förklarar Angelika Berger." Vi strävar efter att förstå hur denna mycket tidiga utveckling av tarm-immun-hjärnaxeln spelar ut på lång sikt. "De viktigaste samarbetspartnerna för projektet finns redan ombord:" Barnens föräldrar har stöttat oss i studien med stort intresse och öppenhet, "säger David Seki." I slutändan, detta är den enda anledningen till att vi kunde få dessa viktiga insikter. Vi är mycket tacksamma för det. "

• Enkel,
• Weill Cornell får NIH -stöd för att främja TB -forskning