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Studio: I cambiamenti in anticipo nello sviluppo del microbiome possono urtare più successivamente la salubrità e la malattia nella vita

Un gruppo dei ricercatori all'ospedale pediatrico di Filadelfia (CHOP) ha caratterizzato come il microbiome dell'intestino si sviluppa nelle prime ore di infanzia, fornenti un riferimento critico per come i cambiamenti in questo ambiente possono urtare più successivamente la salubrità e la malattia nella vita.

I risultati sono stati pubblicati online dalla microbiologia della natura del giornale.

Mentre i ricercatori capiscono la connessione importante fra le molte specie di batteri nel microbiome dell'intestino e le sanità, come queste specie emergono nell'infanzia e che funzioni serviscono completamente non sono capiti.

“Finalmente, l'intestino in bambini terrà le centinaia di specie differenti di batteri, ma alla nascita, ci potrebbero soltanto essere 10 o meno specie,„ ha detto Kyle Bittinger, il PhD, il Direttore di memoria di analisi dei dati del centro di Microbiome al TAGLIO ed al primo autore dello studio. “Abbiamo voluto capire perché quei batteri particolari sono i primi da emergere e che cosa stanno facendo in quelle prime ore di vita.„

Il gruppo di studio ha messo a fuoco su tre specie di batteri - Escherichia coli, enterococco fecale e vulgatus del batterioide - perché fin qui quelle specie sono state osservate nell'più alto numero dei bambini.

Hanno analizzato i genoma di questi batteri per determinare perché stanno sviluppando in infanti. Ulteriormente, il gruppo ha caratterizzato le proteine ed i metaboliti, o le piccole molecole, che erano presenti nel microbiome allo stadio attuale dello sviluppo.

Una delle sfide per la raccolta delle questi informazioni è quella per la prima parecchie ore di vita, tutto il DNA raccolto da un campione di feci non proviene dai batteri ma dall'infante stesso. I ricercatori non hanno veduto i batteri emergere nelle concentrazioni rilevabili finché gli infanti non fossero vecchi circa 16 ore.

Il gruppo di studio ha trovato la prova che l'ambiente iniziale del microbiome dell'intestino è anaerobico, contrariamente al modello prevalente che sostiene che l'intestino diventa anerobic solo dopo che i batteri coltivano e consumano l'ossigeno. La prova è venuto dall'osservazione dell'ordine in cui gli amminoacidi sono stati consumati dai batteri.

Il gruppo di studio egualmente ha osservato che i livelli del metabolita erano generalmente coerenti con la rilevazione dei batteri. Le molecole prodotte tipicamente dai batteri dell'intestino, come acetato e succinato, sono andato su in campioni in cui i batteri sono stati individuati.

Ulteriormente, i livelli di proteine selezionate sono andato giù in campioni che contengono i batteri, suggerenti che i batteri potrebbero consumare quelle proteine per promuovere la crescita.

L'analisi delle tre specie batteriche ha studiato in questi infanti ha rivelato che gli sforzi multipli di ogni batterio già stavano emergendo.

“Con le informazioni abbiamo, poichè continuiamo a seguire questi infanti, che possiamo tenerli la carreggiata e vedere quanto tempo questi sforzi iniziali dei batteri indugiano,„ Bittinger ha detto. “Possiamo poi vedere le conseguenze di questa attività chimica iniziale in campioni successivi ed eventualmente segnare i cambiamenti con esattezza in anticipo che potrebbero urtare più successivamente la salubrità nell'infanzia.„

I ricercatori sperano di usare i risultati di studio per determinare come lo sviluppo del microbiome dell'intestino può influenzare l'obesità in eccesso. Gli infanti coinvolgere in questo studio saranno portati a compimento i primi due anni di vita. Ulteriormente, tutti e 88 gli infanti coinvolgere nello studio sono afroamericani, una popolazione per cui l'obesità di infanzia è una preoccupazione crescente.

Ci sono notevolmente pochi studi che hanno esaminato i modelli di crescita infantili in afroamericani. Con questo primo pezzo importante nel puzzle, possiamo seguire questi infanti di termine in buona salute ed imparare a che cosa un modello di crescita normale assomiglia in moda da, in futuro, poterci potere noi intervenire quando i cambiamenti nel microbiome possono pregiudicare avversamente i bambini.„

Babette Zemel, PhD, studia il direttore del programma senior del socio e del co-author, centro per scienza di Phenomic dell'essere umano

Zemel è egualmente il Direttore del laboratorio della crescita e di nutrizione, un ricercatore accademico con il programma sano del peso al TAGLIO e un professore della ricerca della pediatria alla scuola di medicina di Perelman all'università della Pennsylvania.

Source:
Journal reference:

Bittinger, K., et al. (2020) Bacterial colonization reprograms the neonatal gut metabolome. Nature Microbiolgy. doi.org/10.1038/s41564-020-0694-0.