Alultáplált gyermekek számára az új terápiás táplálék elősegíti a bél mikrobáit, az egészséges fejlődést

Egy új típusú terápiás táplálék, amelyet kifejezetten az alultáplált gyermekek bélmikrobiómáinak helyreállítására terveztek, felülmúlja a szokásos terápiát egy Bangladesben elvégzett kezdeti klinikai vizsgálatban.

A St. Louis-i Washingtoni Egyetem Orvostudományi Karának és a bangladesi Dhaka Nemzetközi Hasmenési Betegségkutató Központjának egy interdiszciplináris csoportja új megközelítést alkalmazott a gyermekkori alultápláltság sürgető globális egészségügyi problémájának kezelésében. Megközelítésük a legfontosabb növekedést elősegítő bélmikrobák szelektív fellendítésére összpontosít, megfizethető, kulturálisan elfogadható ételek összetevőinek felhasználásával.

Munkájuk alátámasztja azt az elképzelést, hogy a csecsemők és gyermekek egészséges növekedése menthetetlenül kapcsolódik bélközösségük egészséges fejlődéséhez a születés után. Kutatásaik eredményeit két, a folyóiratban július 12-én közzétett jelentés ismerteti Tudomány.

"Megállapítottuk, hogy az alultáplált gyermekek nem teljesen alakították ki a bél mikrobiális közösségeit az egészséges társaikkal összehasonlítva" - mondta Jeffrey I. Gordon, MD, Dr. Robert J. Glaser jeles egyetemi tanár és az Edison Genomatudományi Családi Központ igazgatója. És Rendszerbiológia az Orvostudományi Karon. "Ezért terápiás ételeket terveztünk tervezni, hogy helyrehozzuk ezt az éretlenséget, és meghatározzuk, hogy ez a javítás helyreállítja-e az egészséges növekedést."

A klinikai vizsgálatban Tahmeed Ahmed, Ph.D., a Nemzetközi Hasmenési Betegségkutatási Központ táplálkozási és klinikai szolgáltatásainak igazgatója által vezetett csoport vett részt, 63 12-12 hónapos bangladesi gyermek vett részt közepesen akut diagnózissal. alultápláltság, ami azt jelenti, hogy a gyerekek betegek voltak, de nem álltak közel a halálhoz. A gyerekeket véletlenszerűen a négy kezelési csoport egyikébe sorolták. A csoportok három gyermeke a három újonnan tervezett terápiás étel egyikét kapta, míg a negyedik csoportba tartozók egy szokásos terápiás ételt kaptak, amelyet nem a bél mikrobiomjára gyakorolt hatásának figyelembevételével terveztek.

A vizsgálathoz szükséges összes ételt a Nemzetközi Hasmenési Betegségkutató Központban állították elő. A gyermekeket naponta kétszer egy táplálkozási rehabilitációs központba vitték, ahol a terápiás ételeket édesanyjuk adta be az egészségügyi dolgozók felügyelete alatt. A genomikai orvostudomány fejlődése révén kifejlesztett mérőeszközök egy új, sokkal átfogóbb meghatározást nyújtottak az alultápláltsághoz kapcsolódó molekuláris jellemzőkről, azok mögöttes mechanizmusairól és a kezelés hatékonyságáról.

Az egyik terápiás étel kiemelkedett a többi közül, még ebben a viszonylag rövid egy hónapos kísérletben is. Mérve 1300 vérfehérjét, beleértve azokat is, amelyek a csontnövekedés, az agy fejlődésének, az immunfunkciónak és az anyagcserének a különböző szövetekben való közvetlen irányításában vesznek részt, kimutatták, hogy ez az élelmiszer prototípus kifejezett elmozdulást eredményezett az egészséges állapot felé, összehasonlítva azzal, amit a másikban megfigyeltek. három gyermekcsoport.

A vizsgálat végén a kutatók azt is megállapították, hogy a három másik kezelési csoporttól eltérően az ezt az ólomterápiás táplálékot kapó gyermekek belében élő bélmikrobiális közösségek átkonfigurálódtak és jobban hasonlítottak az életkorban talált mikrobaközösségekre. megfelelő, ugyanazon a helyen élő gyermekek. Ez a készítmény egyéb összetevők mellett csicseriborsó, szója, banán és földimogyoró tápanyagainak keverékét tartalmazta.

A gyermekkori alultápláltság hatalmas globális egészségügyi probléma, 150 millió 5 év alatti gyermeket érint világszerte az Egészségügyi Világszervezet szerint. Számos tanulmány kimutatta, hogy az alultápláltság sok tényező következménye, mivel a megfizethető, tápláló élelmiszerek megfelelő mennyiségéhez való megbízható hozzáférés az egyik, de nem az egyetlen tényező.

A meglévő terápiás ételeket azért fejlesztették ki, hogy növeljék a gyermekek által fogyasztott legfontosabb tápanyagok mennyiségét. Az alultáplált gyermekek, akik ezeket az ételeket kapják, ritkábban halnak meg, de az alultápláltság egyéb következményei továbbra sem reagálnak a kezelésre, ideértve a növekedés megrekedését, az immunitás romlását és a kognitív funkciók csökkenését. Gordon megjegyezte, hogy ezeket az ételeket nem a bél mikrobiomjának fejlődésére gyakorolt hatásuk mérlegelése alapján tervezték.

A Washingtoni Egyetem és a Nemzetközi Hasmenési Betegségkutató Csoport által kifejlesztett új mikrobiomra irányított terápiás ételek a bangladesi élő egészséges gyermekek bélmikrobiális közösségének fejlődéséről szóló korábbi tanulmányaikból származnak. Néhány évvel ezelőtt a csapat felfedezte, hogy az alultáplált gyermekek éretlen bélközösségekkel rendelkeznek - olyanok, amelyek fiatalabbnak tűnnek, mint életkoruknak megfelelő egészséges társaik. Ahmed megjegyezte, hogy néhány évvel ezelőtt azt tapasztalták, hogy a hagyományos terápiás ételek nem pótolják ezt az éretlenséget az általuk kezelt alultáplált gyermekeknél.

Gordon csoportja alultáplált gyermekekből éretlen közösségeket, egészséges gyermekekből pedig általában érő közösségeket ültetett át steril körülmények között nevelt egerekbe. Az eredmények azt mutatták, hogy az éretlen közösségek csökkent súlygyarapodással, hibás csontfejlődéssel, valamint rendellenes metabolikus és immunfunkciókkal társultak a befogadó állatoknál. Ezek a megállapítások korai bizonyítékot szolgáltattak arra, hogy a normális mikrobaközösség kialakulásának elmulasztása inkább oka lehet, mint pusztán az alultápláltság következménye.

"Bizonytalan a tekintetben, hogy mely ételeket lehet a legjobban beadni a kiegészítő táplálás időszakában - amikor a gyermekek az exkluzív tej etetésről szilárd ételekre térnek át" - mondta Gordon. "Vizsgálatainkat az a felfogás inspirálta, hogy ezek az általánosan használt, megfizethető, kulturálisan elfogadható kiegészítő ételek olyan kulcsfontosságú mikrobák által áhított összetevőket tartalmazhatnak, amelyek alulreprezentáltak és alulteljesítenek az alultáplált gyermekek bélmikrobiómáiban. Ezek a mikrobák voltak terápiás célpontjaink."

Ez a tanulmány az első bizonyíték arra, hogy egy terápiás élelmiszer, amelyet kifejezetten az egészséges mikrobiom fejlődéséhez kapcsolódó bélmikrobák növekedésének és terjeszkedésének támogatására fejlesztettek ki, a bélen kívül jótékony hatással vannak az egészséges növekedés számos aspektusához kapcsolódóan. Ezek a hatások az anyagcsere, valamint a csont-, agy- és immunrendszer-fejlesztés kulcsfontosságú közvetítői - olyan szervrendszerek, amelyeket alultáplált gyermekeknél nagyon nehéz helyrehozni étrendjük kiegészítésével hagyományos terápiás ételekkel.

A két cikk közül az elsőben - társszerzők, Jeanette L. Gehrig, Ph.D., Siddarth Venkatesh, Ph.D. és Hao-Wei Chang, a gordoni laboratórium minden tagja - leírják, hogyan alkalmazták először a csíra mentességet. egerek, majd csíra nélküli malacok, amelyeket bangladesi gyermekek bélmikrobiális közösségének tagjai telepítettek, hogy megvizsgálják a Bangladesben használt kiegészítő élelmiszer-összetevőkből álló étrend-sorozatot. Megfogalmazták a mikrobiológiával irányított kiegészítő élelmiszer prototípusokat, amelyek képesek helyrehozni az alultáplált bangladesi gyermekek éretlen mikrobaközösségeit mindkét állatmodellben, és javítani az állatok egészségét. Ezeket a prototípusokat a fent leírt kettős-vak kontrollált etetési vizsgálatban tesztelték.

A második cikkben Arjun S. Raman, Ph.D., a gordoni laboratórium első szerzője új számítási módszerek kifejlesztését írja le, az ökonofizika területén eredetileg kidolgozott módszerek alapján annak elemzésére, hogy a gazdaság ingadozásai hogyan befolyásolják a jellemzőket összetett, dinamikus pénzügyi piacok A megközelítés új, általánosan alkalmazható módszereket adott az emberi bélközösségek szervezetének jellemzésére - normális fejlődésükre, arra, hogyan zavarják őket olyan betegségek, mint az alultápláltság, és hogyan reagálnak a javításukra tervezett terápiás beavatkozásokra.

"Az emberi mikrobiómák kutatásának célja nem csupán egy mikrobiális közösség alkotóelemeinek leírása, hanem annak jellemzése, hogy az összetevők hogyan hatnak egymással a közösségi funkciók alakításában" - mondta Gordon. "A dolgokat bonyolítja, hogy a bélközösségben az összetevők közötti lehetséges kölcsönhatások száma szó szerint csillagászati."

Raman szerint a kutatók azt akarták, hogy összpontosítsák a figyelmüket, és megtalálják a mikrobiom összetevőinek vagy jellemzőinek számát minimálisra csökkentő módszereket, amelyek informatív módon bemutathatják az egészséges és beteg bélközösségek szervezeti tulajdonságait.

Egészséges bangladesi gyermekek mikrobiomáinak tanulmányozása születéstől öt évig havonta, és az új számítási módszer segítségével azonosították a bélbaktériumok közösségének 15 tagjából álló hálózatot, amely következetesen kölcsönhatásba lépett egymással. E hálózatot ökocsoportnak nevezték el. Az ökocsoport összetevői pontos módszert nyújtottak a Bangladesben, valamint számos más alacsony jövedelmű országban élő csecsemők és gyermekek normális bélfejlődésének leírására. Ez egyben érzékeny és pontos módszer volt annak meghatározására, hogy a mérsékelt és súlyos alultápláltsággal rendelkező gyermekek milyen mikrobaközösségeket sértenek meg, és milyen mértékben javítják őket különböző kezelésekkel.

"Jelenleg egy hosszabb és nagyobb klinikai vizsgálat folyik két bangladesi helyszínen, hogy kiderüljön, az új mikrobiológiai irányítású kiegészítő tápláléknak van-e előnye" - mondta Ahmed. "Ez a vizsgálat magában foglalja a mérsékelt alultápláltsággal rendelkező gyermekeket, valamint a súlyos alultápláltsággal rendelkező gyermekeket, akiket hagyományos terápiával kezelnek, de hiányosan megjavított mikrobiómákkal, elakadással és különféle egyéb növekedési zavarokkal maradnak."

Hozzáadta Michael J. Barratt, Ph.D., a patológia és az immunológia egyetemi adjunktusát és a Washingtoni Egyetem Bélmikrobiómás és Táplálkozási Kutatóközpontjának ügyvezető igazgatóját: "Lehetséges, hogy egyes gyermekekben a bél mikrobiális közösségei annyira károsodtak, hogy egy Az élelmiszer-alapú beavatkozás önmagában nem lesz elegendő. Tehát a Washingtoni Egyetem és a Nemzetközi Hasmenési Betegségkutató Csoportunk érdeklődik annak megvizsgálása iránt, hogy adott hasznos organizmusoknak - vagy akár a mikrobák által előállított - előnyös termékeknek adnak-e, amint jobban megismerjük arról, hogy mik ezek - egy mikrobiómával irányított kiegészítő táplálékkal kombinálva. Ez egy második védelmi vonal lehet. Tanulmányaink bemutatják a bél mikrobaközösségek fejlődésének nyomon követésének lehetőségét és az élet korábbi szakaszában a normális fejlettségtől való eltérések felzárkóztatásának lehetőségét is megelőzés céljából. "

Gordon hangsúlyozta, hogy az alultáplált gyermekek zavart mikrobiális közösségeinek helyreállítására irányuló erőfeszítéseik azt ígérik, hogy megalapozottabb irányelveket tárnak fel a gyermekek etetésére az élet első néhány évében annak érdekében, hogy egészséges mikrobiómák alakulhassanak ki.

"Gyermekeink értékes mikrobiális erőforrásainak hatékony felügyelőinek kell lennünk" - mondta. "Ha igen, akkor a hatások hosszú életűek lehetnek, és új dimenziót jelenthetnek a megelőző orvoslás számára - amely a fejlődő mikrobiomjukkal kezdődik."