Ранната употреба на антибиотици нарушава имунното развитие при кърмачетата

Ново проучване на изследователи от Медицинския център на Университета в Рочестър (URMC) установи, че ранното излагане на антибиотици може да наруши развитието на имунната система на бебето, а естествен метаболит може да е ключов за обръщане на щетите.

Проучване, публикувано в Cell, установи, че излагането на антибиотици по време на бременност и ранна детска възраст може трайно да отслаби способността на имунната система да се бори с респираторни инфекции като грипа. Анализирайки както миши модели, така и белодробна тъкан от човешки бебета, изследователите установиха, че ранната употреба на антибиотици нарушава способността на чревния микробиом да произвежда инозин, молекула, която служи като важен сигнал за развитието на имунни клетки.

Въпреки това, чрез добавяне на инозин към мишки, учените успяха да коригират проблемите с имунната система, причинени от антибиотици, отваряйки вратата към потенциални терапевтични стратегии за стимулиране на имунната памет при уязвими бебета.

„Представете си инозина като молекулярен посредник. Той пътува от червата до развиващите се имунни клетки, „учи“ ги как правилно да узреят и да се подготвят за бъдещи инфекции“, обясни д-р Хитеш Дешмукх, старши автор на изследването и началник на неонатологията в Детската болница „Голисано“ (GCH) към UR Medicine.

Проектът е част от дългосрочна инициатива, финансирана от NIH R35, за проучване как експозициите в ранна възраст оформят риска от заболявания през целия живот, включително астма и хронични белодробни заболявания.

„Знаем, че антибиотиците могат да спасят живота на бебетата, но те също така нарушават микробиома по време на критичен период от развитието на имунната система“, каза Дешмукх. „Нашето проучване показва един от начините, по които това нарушаване влияе на белодробния имунитет и, по-важното, възможен начин за коригирането му.“

Разстройството засяга образуването на Т-клетки от тъканната памет – специализирана популация от имунни клетки, които живеят в белите дробове и осигуряват дългосрочна защита срещу вирусни инфекции. Без тези клетки, бебетата могат да останат уязвими към тежки респираторни заболявания и в зряла възраст.

„Открихме, че чревният микробиом действа като учител за развиващата се имунна система“, обясни Дешмукх. „Когато антибиотиците нарушават този естествен образователен процес, това е като премахване на ключови глави от учебник: имунната система никога не научава важни уроци за борбата с респираторните инфекции.“

Основни констатации от проучването:

Проучването сравнява новородени мишки, изложени на обичайни антибиотици (ампицилин, гентамицин и ванкомицин - същите лекарства, често използвани при бременни жени и новородени), с мишки, чийто естествен микробиом е останал непокътнат.

При мишки, изложени на антибиотици:

• Популацията на защитни CD8+ Т-клетки в белите дробове е значително намалена.

• Наблюдавано е нарушение в способността за образуване на тъканно-резидентни клетки на паметта - специализирани имунни клетки, които живеят в белите дробове и осигуряват бърза защита срещу повторна инфекция.

• Имунните дефицити персистират и в зряла възраст, което показва трайни промени в развитието на имунната система.

Използвайки проби от белодробна тъкан от финансираната от NIH биобанка BRINDL, екипът потвърди, че подобни имунни дефицити са налице и при кърмачета, изложени на антибиотици. Тези кърмачета не само са имали по-малко клетки на паметта, но и са показали модели на генна експресия, подобни на тези при по-възрастните хора, което е свързано и с повишен риск от респираторни инфекции.

Най-важното е, че добавянето на инозин към мишки, изложени на антибиотици, значително възстановява способността им да развиват функционални клетки на паметта и да осъществяват ефективни имунни отговори, което открива обещаващи перспективи за бъдещи терапии.

„Това предполага, че можем да защитим бебета в риск с целенасочено добавяне на хранителни добавки“, каза Дешмукх. „Въпреки че са необходими много повече изследвания, преди този подход да може да се приложи клинично, сега имаме път напред.“

Констатациите от проучването биха могли да повлияят на бъдещи изследвания за разработване на интервенции - включително хранителни добавки, метаболитна терапия или стратегии за подкрепа на микробиома - за да помогнат на новородените да развият по-силна имунна памет, без да се налага да разчитат единствено на антибиотици или рискови пробиотици.

Дешмукх отбеляза, че неонатологът от GCH, д-р Глория Прейхубер, е изиграла ключова роля в проучването. Нейната BRINDL биобанка с проби от бели дробове на бебета, събрани в продължение на 15 години, е позволила на екипа да тества своите открития в човешки клетки.

„Тази статия не би била възможна без щедростта и експертния опит на д-р Прайхубер“, каза Дешмукх. „Възможността да сравня резултатите от мишки с човешки клетки беше абсолютно критична. Това е една от основните причини, поради които дойдох в Рочестър (от Детската болница в Синсинати) – да си сътруднича с нея.“