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Il nuovo alimento terapeutico amplifica i microbi dipromozione chiave dell'intestino in bambini senza alimenti

Un nuovo tipo di alimento terapeutico, specificamente destinato per riparare i microbiomes dell'intestino dei bambini senza alimenti, è superiore alla terapia standard in un test clinico iniziale condotto nel Bangladesh.

Un gruppo interdisciplinare dei ricercatori dalla scuola di medicina dell'università di Washington a St. Louis ed il centro internazionale per la ricerca diarroica di malattia in Dacca, Bangladesh, ha intrapreso un nuovo approccio per affrontare il problema sanitario globale stampante di malnutrizione di infanzia. I loro fuochi di approccio sui microbi dipromozione selettivamente d'amplificazione dell'intestino di tasto facendo uso degli ingredienti presentano in alimenti accessibili e culturalmente accettabili.

Il loro lavoro supporta la nozione che la crescita sana degli infanti e dei bambini è collegata inesorabilmente allo sviluppo sano delle loro comunità dell'intestino dopo la nascita. I risultati della loro ricerca sono descritti in due rapporti pubblicati il 12 luglio nella scienza del giornale.

“Abbiamo trovato che i bambini che sono senza alimenti in modo incompleto hanno formato l'intestino che le comunità microbiche rispetto alle loro controparti sane„ hanno detto l'autore Jeffrey senior I. Gordon, il MD, il professore universitario del Dott. Robert J. Glaser Distinguished e Direttore del centro della famiglia di Edison per biologia di scienze & di sistemi del genoma alla scuola di medicina. “Di conseguenza, abbiamo cominciato per progettare gli alimenti terapeutici per riparare questa immaturità e per determinare se tale riparazione avrebbe riparato la crescita sana.„

Il test clinico, che è stato condotto da un gruppo piombo da Tahmeed Ahmed, PhD, il centro internazionale per il Direttore della ricerca diarroico di malattia di nutrizione e di servizi clinici, incluso 63 bambini del Bangladesh, 12-18 mesi dell'età, diagnosticati con malnutrizione acuta moderata, significante i bambini era malato ma non vicino alla morte. I bambini sono stati definiti a caso ad uno di quattro gruppi del trattamento. I bambini in tre dei gruppi ciascuno hanno ricevuto uno dei tre alimenti terapeutici recentemente progettati, mentre quelli nel quarto gruppo hanno ricevuto un alimento terapeutico standard che non è stato progettato basato su una considerazione dei sui effetti sul microbiome dell'intestino.

Tutti gli alimenti per la prova localmente sono stati prodotti al centro internazionale per la ricerca diarroica di malattia. I bambini sono stati portati due volte al giorno ad un centro di riabilitazione nutrizionale, in cui gli alimenti terapeutici sono stati amministrati tramite le loro madri sotto la supervisione dei lavoratori di sanità. Un insieme degli strumenti di misura, sviluppato con gli avanzamenti nella medicina genomica, se una nuova, definizione molto più completa delle funzionalità molecolari si associasse con malnutrizione, i sui meccanismi di fondo e l'efficacia del trattamento.

Uno degli alimenti terapeutici è stato fuori dal resto, anche in questa relativamente breve prova di un mese. Misurando 1.300 proteine del sangue, compreso i quei in questione intimamente nella direzione della crescita dell'osso, lo sviluppo del cervello, la funzione immune ed il metabolismo in vari tessuti, hanno rivelato che questo prototipo dell'alimento aveva prodotto uno spostamento pronunciato verso uno stato sano rispetto a che cosa è stato osservato negli altri tre gruppi di bambini.

Alla conclusione dello studio, i ricercatori egualmente hanno trovato che, a differenza nei tre altri gruppi del trattamento, le comunità microbiche dell'intestino che risiedono negli intestini dei bambini che ricevono questo alimento terapeutico del cavo avevano subito una riconfigurazione e più molto attentamente avevano somigliato alle comunità microbiche trovate in bambini in buona salute di pari età che vivono nella stessa impostazione locale. Questa formulazione ha contenuto, tra altre componenti, miscela delle sostanze nutrienti dal cece, soia, banane ed arachidi.

La malnutrizione di infanzia è un problema sanitario globale massiccio, pregiudicante 150 milione minorenni 5 dei bambini universalmente, secondo l'organizzazione mondiale della sanità. Molti studi hanno indicato che la malnutrizione è il risultato di molti fattori, con accesso affidabile agli importi adeguati di alimento accessibile e nutriente che è uno ma non il solo fattore.

Gli alimenti terapeutici attuali sono stati sviluppati per aumentare la quantità di sostanze nutrienti che chiave i bambini consumano. I bambini senza alimenti che ricevono questi alimenti sono meno probabili morire, ma altre conseguenze di malnutrizione hanno sono rimanere in gran parte insensibili al trattamento, compreso la crescita arrestata, immunità alterata ed hanno diminuito la funzione conoscitiva. Gordon ha notato che questi alimenti non sono stati progettati basati su una considerazione dei loro effetti sullo sviluppo del microbiome dell'intestino.

I nuovi alimenti terapeutici microbiome-diretti sviluppati dal centro universitario e dell'internazionale di Washington per il gruppo di ricerca diarroico di malattia sono derivato dai loro studi più iniziali su sviluppo della comunità microbico dell'intestino in bambini in buona salute che vivono nel Bangladesh. Parecchi anni fa, il gruppo ha scoperto che i bambini con malnutrizione hanno avuti comunità acerbe dell'intestino - un che sembrassero più giovani delle loro controparti sane di pari età. Ahmed ha notato che parecchi anni fa hanno trovato che gli alimenti terapeutici convenzionali non sono riuscito a riparare questa immaturità nei bambini che senza alimenti avevano curato.

Il gruppo di Gordon ha continuato a trapiantare le comunità acerbe dai bambini senza alimenti e normalmente dalla maturazione delle comunità dai bambini in buona salute, nei mouse che erano stati sollevati nelle circostanze sterili. I risultati hanno rivelato che le comunità acerbe sono state associate con obesità diminuita, lo sviluppo difettoso dell'osso più le funzioni metaboliche ed immuni anormali negli animali riceventi. Questi risultati hanno fornito la prova iniziale che l'omissione di formare una comunità microbica normale può essere una causa piuttosto che semplicemente un effetto di malnutrizione.

“C'è incertezza circa che alimenti sono la cosa migliore da amministrare durante il periodo di alimentare complementare -; quando transizione dei bambini da latte esclusivo che alimenta agli alimenti solidi,„ Gordon ha detto. “I nostri studi sono stati ispirati dalla nozione che questi alimenti complementari comunemente usati, accessibili, culturalmente accettabili potrebbero contenere gli ingredienti desiderati dai microbi chiave che sono sottorappresentati ed underperforming nei microbiomes dell'intestino dei bambini senza alimenti. Questi microbi erano i nostri obiettivi terapeutici.„

Questo studio fornisce la prima prova che un alimento terapeutico, sviluppato specificamente alla crescita di sostegno ed all'espansione dei microbi dell'intestino collegati allo sviluppo sano del microbiome, ha effetti benefici fuori dell'intestino relativo a molti aspetti della crescita sana. Questi effetti fanno partecipare i mediatori chiave di metabolismo e dello sviluppo dell'osso, del cervello e di sistema immunitario -; sistemi dell'organo che sono stati molto difficili da riparare in bambini senza alimenti completando la loro dieta con gli alimenti terapeutici tradizionali.

In in primo luogo dei due documenti -; il co-primo crea Jeanette L. Gehrig, PhD, Siddarth Venkatesh, PhD e Hao-Wei Chang, tutti i membri del laboratorio di Gordon -; descriva come in primo luogo hanno utilizzato i mouse esenti da germi e poi porcellini esenti da germi, colonizzati con i membri della comunità microbici dell'intestino dai bambini del Bangladesh per schermare una serie di diete formate dagli ingredienti di alimento complementari utilizzati nel Bangladesh. Hanno formulato i prototipi complementari Microbiome-Diretti dell'alimento che potrebbero riparare le comunità microbiche acerbe dai bambini del Bangladesh senza alimenti in entrambi questi modelli animali e migliorano la salubrità degli animali. Questi prototipi poi sono stati provati nello studio alimentante gestito prova alla cieca descritto precedentemente.

Nel secondo articolo, primo l'autore Arjun S. Raman, il MD, PhD, dal laboratorio di Gordon, descrive l'elaborazione di nuovi metodi di calcolo, in base ai metodi originalmente messi a punto dal campo del econophysics per analizzare come fluttuazioni nelle funzionalità di influenza dell'economia dei mercati finanziari complessi e dinamici. L'approccio ha fornito i nuovi, modi generalmente applicabili di caratterizzazione dell'organizzazione delle comunità umane dell'intestino -; il loro sviluppo normale, come sono perturbate negli stati di malattia quale malnutrizione e come rispondono agli interventi terapeutici destinati per ripararli.

Lo scopo della ricerca umana del microbiome non è semplicemente di descrivere gli elementi di una comunità microbica ma piuttosto di caratterizzare come le componenti interagiscono tra loro per modellare le funzioni di comunità. Complicando gli argomenti, il numero delle interazioni possibili fra le componenti in una comunità dell'intestino è letteralmente astronomico.„

Autore Jeffrey senior I. Gordon, MD

Secondo Raman, i ricercatori hanno voluto potere concentrare la loro attenzione, trovante i modi ridurre il numero delle componenti o delle funzionalità del microbiome ad un numero minimo che potrebbe illustrare in un modo informativo i beni organizzativi delle comunità in buona salute e malate dell'intestino.

Lo studio dei microbiomes dei bambini del Bangladesh in buona salute ha campionato il mensile dalla nascita con cinque anni ed usando il nuovo metodo di calcolo, hanno identificato una rete di 15 membri della comunità batterici dell'intestino che hanno interagito coerente tra loro. Hanno nominato questa rete un ecogroup. Le componenti del ecogroup hanno fornito un modo accurato di descrizione dello sviluppo normale dell'intestino degli infanti e dei bambini che vivono nel Bangladesh come pure parecchi altri paesi a basso reddito. Più ulteriormente ha servito da modo sensibile ed accurato di determinazione del quanto le comunità microbiche severamente interrotte sono in bambini con malnutrizione moderata e severa e del grado a cui sono riparate con i vari trattamenti.

“Un test clinico più lungo e più grande è corrente in corso a due siti nel Bangladesh vedere se il nuovo alimento complementare Microbiome-Diretto ha sostenuto i vantaggi,„ Ahmed ha detto. “Questa prova include i bambini con malnutrizione moderata come pure i bambini con malnutrizione severa trattata con la terapia convenzionale ma ha andato con i microbiomes in modo incompleto riparati, l'arresto ed i danni vari della crescita.„

Michael J. Barratt, PhD, un assistente universitario di patologia e di immunologia e direttore esecutivo del centro per l'intestino Microbiome e della ricerca in nutrizione all'università di Washington aggiunta:

È possibile che alcuni bambini possano fare le comunità microbiche dell'intestino danneggiare così che ad un intervento basato a alimento da solo non sarà sufficiente. Centro universitario così il nostro di Washington e dell'internazionale per il gruppo di ricerca diarroico di malattia è interessato nello studio della possibilità di dare gli organismi utili specifici -; o persino i prodotti che utili quei microbi fanno, mentre diventiamo più informati circa cui quelli sono -; congiuntamente ad un alimento complementare Microbiome-Diretto. Quella ha potuto essere una seconda linea di difesa. I nostri studi egualmente presentano la possibilità dello sviluppo di video delle comunità microbiche dell'intestino e delle deviazioni di cattura dallo sviluppo normale più presto nella vita, danteci le opportunità per la prevenzione.„

Gordon ha sottolineato che i loro sforzi destinati per riparare le comunità microbiche perturbate dei bambini senza alimenti tengono la promessa di rivelare le linee guida più informate per i bambini alimentanti nel primi parecchi anni di vita in moda da poterli sviluppare essi i microbiomes sani.

“Dobbiamo essere efficaci amministratori delle risorse microbiche preziose dei nostri bambini,„ ha detto. “Se siamo, gli effetti possono essere longevi ed annunziare una nuova dimensione a medicina preventiva -; uno quel inizio con i loro microbiomes di sviluppo.„

Source:
Journal reference:

Gehrig, J.L. et al. (2019) Effects of microbiota-directed foods in gnotobiotic animals and undernourished children. Science. doi.org/10.1126/science.aau4732.