Studien beskriver metabolism av tarmmikrobioter hos spädbarn för första gången

Ett forskargrupp med deltagande av Institute for Integrative Systems Biology (I2SysBio) vid University of Valencia, tillsammans med FISABIO och CIBERESP, har genomfört den första metatranscriptomiska studien av tarmmikrobioter hos spädbarn, som har gjort det möjligt att avslöja metabolismen i tarmbakteriesamhället under det första levnadsåret, med en okänd detaljnivå tills nu.

Detta arbete har också involverat forskare från Joint Unit in Genomics and Health från Foundation for the Promotion of Health and Biomedical Research of the Valencian Community (FISABIO) och Biomedical Research Consortium in Epidemiology and Public Health Network (CIBERESP), beroende av Carlos III Health Institute.

Miljön är mycket viktig under de första åren av livet, både för barnet och för bakterierna i dess tarmmikrobiota. Bakterier och människor samexisterar i en harmonisk symbios:människor delar med sig maten de äter, som hjälper dem att metabolisera (10% av energin från mat är en följd av bakteriell verkan). Dessutom, bakterier påverkar utvecklingen av immun- och nervsystemet.

Således, studien har undersökt uttrycket av alla bakteriegener som ingår i barnets tarmflora från avföringsprover som erhållits vid 4 tidpunkter under det första levnadsåret:7 dagar efter födseln och vid 3, 7 och 12 månader gammal. Analysen utfördes också på prover av mödrarna som erhölls en vecka före förlossningen och ett år senare.

"I denna studie har vi undersökt hur miljön påverkar genuttrycket av bakteriesamhället i barnets tarm, i synnerhet typen av kost (som förändras drastiskt under det första levnadsåret främst med införandet av fast föda) ", förklarar María José Gosalbes, CIBEResp -forskare på FISABIO och första författare till studien.

"För tarmbakterierna - tillägger forskaren - är det inte samma sak att äta kolhydrater från spannmålen i en gröt än från bröstmjölk. I ett och annat fall, de biokemiska metoderna för metabolism är olika och det kräver uttryck av olika gener. "

"Analysera vilka är de gener som uttrycks, vi har kunnat veta i vilket funktionellt tillstånd tarmbakterierna är:vad de livnär sig på, om de växer, etc.", förtydligar Pilar Francino, huvudutredare för studien och chef för FISABIO Genomics and Health Area.

Studiens mest slående fynd är bevis på aktivitet hos bakterier som producerar butyrat i barnets tarm innan den fasta kosten introduceras. Denna fettsyra med antiinflammatoriska egenskaper och som fungerar som föda för celler i tarmväggen är av erkänd betydelse för hälsan hos vuxna, men tills nu trodde man att det inte var så relevant hos spädbarn.

Det som är intressant är att hos vuxna, bakterier syntetiserar butyrat från fibrer och andra komplexa kolhydrater som intas i kosten som inte finns i bröstmjölk. Efterföljande studier måste ta reda på vilka substrat bakterier använder för att producera butyrat hos spädbarn och om denna förening har samma funktioner hos spädbarn och vuxna.

Bakterier metatranscriptomics

I den här studien, en omisk teknik, metatranscriptomics, har använts, som består i den globala analysen av de gener som uttrycks i ett bakteriesamhälle. Beroende på funktionellt tillstånd eller miljöstimuli, bakterierna uttrycker vissa eller andra gener; därav, metatranscriptomics ger viktig information om tarmbakteriernas funktionella kapacitet vid varje ögonblick.

På grund av dess tekniska svårigheter, få laboratorier i världen kan utföra metatranscriptomisk analys av det mänskliga mikrobiomet. Dock, dessa studier är nödvändiga för att fullt ut förstå mikrobiell biologi. "Den stora utmaningen för framtiden är att integrera all data:genomik, metatranscriptomics, etc.", säger Francino.

• Mångfald bland afrikaner på landsbygden sträcker sig till deras tarmmikrobiomer
• Hög fetthalt minskar immunsystemets effektivitet för att bekämpa infektionssjukdomar