Η πρόωρη χρήση αντιβιοτικών διαταράσσει την ανάπτυξη του ανοσοποιητικού συστήματος στα βρέφη

Μια νέα μελέτη από ερευνητές του Ιατρικού Κέντρου του Πανεπιστημίου του Ρότσεστερ (URMC) διαπίστωσε ότι η πρώιμη έκθεση σε αντιβιοτικά μπορεί να επηρεάσει αρνητικά την ανάπτυξη του ανοσοποιητικού συστήματος ενός βρέφους και ένας φυσικός μεταβολίτης μπορεί να είναι το κλειδί για την αντιστροφή της βλάβης.

Μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Cell διαπίστωσε ότι η έκθεση σε αντιβιοτικά κατά τη διάρκεια της εγκυμοσύνης και της βρεφικής ηλικίας μπορεί να αποδυναμώσει μόνιμα την ικανότητα του ανοσοποιητικού συστήματος να καταπολεμά αναπνευστικές λοιμώξεις όπως η γρίπη. Αναλύοντας τόσο μοντέλα ποντικών όσο και πνευμονικό ιστό από ανθρώπινα βρέφη, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η πρώιμη χρήση αντιβιοτικών διαταράσσει την ικανότητα του εντερικού μικροβιώματος να παράγει ινοσίνη, ένα μόριο που χρησιμεύει ως σημαντικό σήμα για την ανάπτυξη ανοσοκυττάρων.

Ωστόσο, προσθέτοντας ινοσίνη σε ποντίκια, οι επιστήμονες κατάφεραν να διορθώσουν τα προβλήματα του ανοσοποιητικού συστήματος που προκαλούνται από τα αντιβιοτικά, ανοίγοντας την πόρτα σε πιθανές θεραπευτικές στρατηγικές για την ενίσχυση της ανοσολογικής μνήμης σε ευάλωτα βρέφη.

«Σκεφτείτε την ινοσίνη ως μοριακό αγγελιοφόρο. Ταξιδεύει από το έντερο στα αναπτυσσόμενα ανοσοκύτταρα, «διδάσκοντάς» τα πώς να ωριμάσουν σωστά και να προετοιμαστούν για μελλοντικές λοιμώξεις», εξήγησε ο Hitesh Deshmukh, MD, PhD, κύριος συγγραφέας της μελέτης και επικεφαλής νεογνολογίας στο Νοσοκομείο Παίδων Golisano (GCH) στο UR Medicine.

Το έργο ήταν μέρος μιας μακροπρόθεσμης πρωτοβουλίας που χρηματοδοτήθηκε από το NIH R35 για τη μελέτη του πώς η έκθεση σε ασθένειες σε πρώιμο στάδιο της ζωής διαμορφώνει τον δια βίου κίνδυνο για ασθένειες, όπως το άσθμα και οι χρόνιες πνευμονοπάθειες.

«Γνωρίζουμε ότι τα αντιβιοτικά μπορούν να σώσουν τη ζωή των μωρών, αλλά διαταράσσουν επίσης το μικροβίωμα κατά τη διάρκεια μιας κρίσιμης περιόδου ανάπτυξης του ανοσοποιητικού συστήματος», δήλωσε ο Deshmukh. «Η μελέτη μας δείχνει έναν τρόπο με τον οποίο αυτή η διαταραχή επηρεάζει την ανοσία των πνευμόνων και, το πιο σημαντικό, έναν πιθανό τρόπο για να τη διορθώσουμε».

Η διαταραχή επηρεάζει τον σχηματισμό των Τ κυττάρων μνήμης που κατοικούν στους ιστούς, ενός εξειδικευμένου πληθυσμού ανοσοκυττάρων που ζουν στους πνεύμονες και παρέχουν μακροχρόνια προστασία από ιογενείς λοιμώξεις. Χωρίς αυτά τα κύτταρα, τα βρέφη μπορεί να παραμείνουν ευάλωτα σε σοβαρές αναπνευστικές ασθένειες μέχρι και την ενήλικη ζωή.

«Διαπιστώσαμε ότι το μικροβίωμα του εντέρου λειτουργεί ως δάσκαλος για το αναπτυσσόμενο ανοσοποιητικό σύστημα», εξήγησε ο Deshmukh. «Όταν τα αντιβιοτικά διαταράσσουν αυτή τη φυσική εκπαιδευτική διαδικασία, είναι σαν να αφαιρούμε βασικά κεφάλαια από ένα εγχειρίδιο: το ανοσοποιητικό σύστημα δεν μαθαίνει ποτέ σημαντικά μαθήματα για την καταπολέμηση των αναπνευστικών λοιμώξεων».

Βασικά ευρήματα της μελέτης:

Η μελέτη συνέκρινε βρέφη ποντίκια που εκτέθηκαν σε κοινά αντιβιοτικά (αμπικιλλίνη, γενταμικίνη και βανκομυκίνη - τα ίδια φάρμακα που χρησιμοποιούνται συχνά σε έγκυες γυναίκες και νεογνά) με ποντίκια των οποίων το φυσικό μικροβίωμα παρέμεινε άθικτο.

Σε ποντίκια που εκτέθηκαν σε αντιβιοτικά:

• Ο πληθυσμός των προστατευτικών CD8+ Τ κυττάρων στους πνεύμονες μειώθηκε σημαντικά.

• Υπήρξε μια εξασθένηση της ικανότητας σχηματισμού κυττάρων μνήμης που κατοικούν στους ιστούς, εξειδικευμένων ανοσοκυττάρων που ζουν στους πνεύμονες και παρέχουν ταχεία προστασία από επαναμόλυνση.

• Οι ανοσοανεπάρκειες επέμειναν και στην ενήλικη ζωή, υποδεικνύοντας επίμονες αλλαγές στην ανάπτυξη του ανοσοποιητικού συστήματος.

Χρησιμοποιώντας δείγματα πνευμονικού ιστού από την χρηματοδοτούμενη από τα NIH BRINDL Biobank, η ομάδα επιβεβαίωσε ότι παρόμοιες ανοσοανεπάρκειες υπήρχαν σε ανθρώπινα βρέφη που εκτέθηκαν σε αντιβιοτικά. Αυτά τα βρέφη όχι μόνο είχαν λιγότερα κύτταρα μνήμης, αλλά εμφάνισαν επίσης πρότυπα γονιδιακής έκφρασης παρόμοια με τους μεγαλύτερους ενήλικες, κάτι που σχετίζεται επίσης με αυξημένο κίνδυνο αναπνευστικών λοιμώξεων.

Το πιο σημαντικό είναι ότι η προσθήκη ινοσίνης σε ποντίκια που είχαν εκτεθεί σε αντιβιοτικά αποκατέστησε σημαντικά την ικανότητά τους να αναπτύσσουν λειτουργικά κύτταρα μνήμης και να αναπτύσσουν αποτελεσματικές ανοσολογικές αποκρίσεις, ανοίγοντας πολλά υποσχόμενες προοπτικές για μελλοντικές θεραπείες.

«Αυτό υποδηλώνει ότι μπορούμε να προστατεύσουμε τα βρέφη που βρίσκονται σε κίνδυνο με στοχευμένη χορήγηση συμπληρωμάτων», δήλωσε ο Deshmukh. «Ενώ χρειάζεται πολύ περισσότερη έρευνα πριν αυτή η προσέγγιση εφαρμοστεί κλινικά, τώρα έχουμε μια πορεία προς τα εμπρός».

Τα ευρήματα της μελέτης θα μπορούσαν να επηρεάσουν μελλοντική έρευνα για την ανάπτυξη παρεμβάσεων —συμπεριλαμβανομένων των συμπληρωμάτων διατροφής, της θεραπείας με μεταβολίτες ή των στρατηγικών υποστήριξης του μικροβιώματος— που θα βοηθήσουν τα νεογνά να αναπτύξουν ισχυρότερη ανοσολογική μνήμη χωρίς να χρειάζεται να βασίζονται αποκλειστικά σε αντιβιοτικά ή επικίνδυνα προβιοτικά.

Η Deshmukh σημείωσε ότι η νεογνολόγος του GCH, Gloria Preihuber, MD, έπαιξε καθοριστικό ρόλο στη μελέτη. Η βιοτράπεζά της BRINDL με δείγματα πνευμόνων βρεφών που υποστηρίζονται από τα NIH και συλλέχθηκαν σε διάστημα 15 ετών επέτρεψε στην ομάδα να δοκιμάσει τα ευρήματά της σε ανθρώπινα κύτταρα.

«Αυτή η εργασία δεν θα ήταν δυνατή χωρίς τη γενναιοδωρία και την εμπειρία της Δρ. Prayhuber», δήλωσε ο Deshmukh. «Η δυνατότητα σύγκρισης των αποτελεσμάτων σε ποντίκια με ανθρώπινα κύτταρα ήταν απολύτως κρίσιμη. Αυτός είναι ένας από τους κύριους λόγους που ήρθα στο Ρότσεστερ (από το Παιδιατρικό Νοσοκομείο του Σινσινάτι) - για να συνεργαστώ μαζί της».