Agrīna antibiotiku lietošana traucē zīdaiņu imūnsistēmas attīstību

Ročesteras Universitātes Medicīnas centra (URMC) pētnieku veikts jauns pētījums atklāj, ka agrīna antibiotiku iedarbība var pasliktināt zīdaiņa imūnsistēmas attīstību, un dabisks metabolīts var būt galvenais, lai novērstu bojājumus.

Žurnālā “Cell” publicēts pētījums atklāja, ka antibiotiku lietošana grūtniecības un zīdaiņa vecumā var neatgriezeniski vājināt imūnsistēmas spēju cīnīties ar elpceļu infekcijām, piemēram, gripu. Analizējot gan peļu modeļus, gan cilvēku zīdaiņu plaušu audus, pētnieki atklāja, ka agrīna antibiotiku lietošana traucē zarnu mikrobioma spēju ražot inozīnu — molekulu, kas kalpo kā svarīgs signāls imūnšūnu attīstībai.

Tomēr, pievienojot inozīnu pelēm, zinātnieki spēja novērst antibiotiku izraisītās imūnsistēmas problēmas, paverot durvis potenciālām terapeitiskām stratēģijām, lai uzlabotu imūno atmiņu neaizsargātiem zīdaiņiem.

“Iedomājieties inozīnu kā molekulāro vēstnesi. Tas ceļo no zarnām uz jaunattīstības imūnšūnām, “mācot” tām, kā pareizi nobriest un sagatavoties turpmākām infekcijām,” skaidroja Hitesh Deshmukh, MD, PhD, pētījuma vecākais autors un neonatoloģijas vadītājs Golisano Bērnu slimnīcā (GCH) UR Medicine.

Projekts bija daļa no ilgtermiņa NIH R35 finansētas iniciatīvas, lai pētītu, kā agrīna dzīves laikā gūtā iedarbība ietekmē mūža risku saslimt ar slimībām, tostarp astmu un hroniskām plaušu slimībām.

“Mēs zinām, ka antibiotikas var glābt zīdaiņu dzīvības, taču tās arī izjauc mikrobiomu kritiskā imūnsistēmas attīstības periodā,” sacīja Dešmuks. “Mūsu pētījums parāda vienu no veidiem, kā šie traucējumi ietekmē plaušu imunitāti, un, vēl svarīgāk, iespējamu veidu, kā to labot.”

Šī slimība ietekmē audu rezidentu atmiņas T šūnu veidošanos — specializētu imūnšūnu populāciju, kas dzīvo plaušās un nodrošina ilgstošu aizsardzību pret vīrusu infekcijām. Bez šīm šūnām zīdaiņi var saglabāt uzņēmību pret smagām elpceļu slimībām arī pieaugušā vecumā.

“Mēs atklājām, ka zarnu mikrobioms darbojas kā skolotājs jaunattīstības imūnsistēmai,” skaidroja Dešmuks. “Kad antibiotikas izjauc šo dabisko mācību procesu, tas ir kā galveno nodaļu izņemšana no mācību grāmatas: imūnsistēma nekad neapgūst svarīgas mācības par cīņu ar elpceļu infekcijām.”

Pētījuma galvenie secinājumi:

Pētījumā tika salīdzinātas zīdaiņu peles, kas bija pakļautas izplatītām antibiotikām (ampicilīnam, gentamicīnam un vankomicīnam — tām pašām zālēm, ko bieži lieto grūtniecēm un jaundzimušajiem), ar pelēm, kuru dabiskais mikrobioms palika neskarts.

Pelēm, kas pakļautas antibiotiku iedarbībai:

• Aizsargājošo CD8+ T šūnu populācija plaušās bija ievērojami samazināta.

• Bija traucēta spēja veidot audu rezidentu atmiņas šūnas, specializētas imūnās šūnas, kas dzīvo plaušās un nodrošina ātru aizsardzību pret atkārtotu inficēšanos.

• Imūndeficīts saglabājās līdz pieauguša cilvēka vecumam, kas norāda uz pastāvīgām izmaiņām imūnsistēmas attīstībā.

Izmantojot plaušu audu paraugus no NIH finansētās BRINDL biobankas, komanda apstiprināja, ka līdzīgi imūndeficīti bija arī cilvēku zīdaiņiem, kas pakļauti antibiotiku iedarbībai. Šiem zīdaiņiem ne tikai bija mazāk atmiņas šūnu, bet arī gēnu ekspresijas modeļi bija līdzīgi kā gados vecākiem pieaugušajiem, kas arī ir saistīts ar paaugstinātu elpceļu infekciju risku.

Vissvarīgākais ir tas, ka inozīna pievienošana pelēm, kas pakļautas antibiotikām, ievērojami atjaunoja to spēju attīstīt funkcionālās atmiņas šūnas un nodrošināt efektīvas imūnās atbildes, paverot daudzsološas perspektīvas turpmākajām terapijām.

“Tas liek domāt, ka mēs varam aizsargāt riskam pakļautos zīdaiņus ar mērķtiecīgu uztura bagātinātāju lietošanu,” sacīja Dešmuks. “Lai gan pirms šīs pieejas klīniskas pielietošanas ir nepieciešami daudz vairāk pētījumu, tagad mums ir ceļš uz priekšu.”

Pētījuma rezultāti varētu ietekmēt turpmākos pētījumus par intervenču izstrādi, tostarp uztura bagātinātājiem, metabolītu terapiju vai mikrobioma atbalsta stratēģijām, lai palīdzētu jaundzimušajiem attīstīt spēcīgāku imūno atmiņu, nepaļaujoties tikai uz antibiotikām vai riskantām probiotikām.

Dešmukhs atzīmēja, ka pētījumā galveno lomu spēlēja GCH neonatoloģe Dr. Glorija Preihūbere. Viņas BRINDL biobanka ar NIH atbalstītiem zīdaiņu plaušu paraugiem, kas savākti 15 gadu laikā, ļāva komandai pārbaudīt savus atklājumus cilvēka šūnās.

“Šis raksts nebūtu bijis iespējams bez Dr. Praihuberes dāsnuma un zināšanām,” sacīja Dešmuks. “Iespēja salīdzināt peļu rezultātus ar cilvēka šūnām bija absolūti kritiski svarīga. Tas ir viens no galvenajiem iemesliem, kāpēc es devos uz Ročesteru (no Sinsinati Bērnu slimnīcas) — lai sadarbotos ar viņu.”