Раннє вживання антибіотиків порушує розвиток імунітету у немовлят

Нове дослідження, проведене вченими з Медичного центру Університету Рочестера (URMC), показало, що ранній вплив антибіотиків може погіршити розвиток імунної системи немовляти, а природний метаболіт може бути ключем до усунення цієї шкоди.

Дослідження, опубліковане в журналі Cell, показало, що вплив антибіотиків під час вагітності та в немовлячому віці може назавжди послабити здатність імунної системи боротися з респіраторними інфекціями, такими як грип. Аналізуючи як мишачі моделі, так і тканину легень немовлят, дослідники виявили, що раннє вживання антибіотиків порушує здатність кишкового мікробіома виробляти інозин, молекулу, яка служить важливим сигналом для розвитку імунних клітин.

Однак, додавши інозин мишам, вчені змогли виправити проблеми з імунною системою, спричинені антибіотиками, відкривши шлях до потенційних терапевтичних стратегій для посилення імунної пам'яті у вразливих немовлят.

«Уявіть собі інозин як молекулярного месенджера. Він подорожує з кишечника до імунних клітин, що розвиваються, «навчаючи» їх правильно дозрівати та готуватися до майбутніх інфекцій», – пояснив Хітеш Дешмукх, доктор медичних наук, старший автор дослідження та керівник відділення неонатології в Дитячій лікарні Голісано (GCH) при Медичному університеті Рочестера.

Проєкт був частиною довгострокової ініціативи, що фінансується NIH R35, з метою вивчення того, як вплив факторів на ранньому етапі життя формує ризик розвитку захворювань, включаючи астму та хронічні захворювання легень, протягом усього життя.

«Ми знаємо, що антибіотики можуть рятувати життя немовлят, але вони також порушують мікробіом у критичний період розвитку імунної системи», – сказав Дешмукх. «Наше дослідження показує один зі способів, як це порушення впливає на імунітет легень, і, що ще важливіше, можливий спосіб його виправлення».

Це захворювання впливає на формування резидентних Т-клітин пам'яті – спеціалізованої популяції імунних клітин, які живуть у легенях і забезпечують довготривалий захист від вірусних інфекцій. Без цих клітин немовлята можуть залишатися вразливими до важких респіраторних захворювань навіть у дорослому віці.

«Ми виявили, що кишковий мікробіом діє як учитель для імунної системи, що розвивається», – пояснив Дешмукх. «Коли антибіотики порушують цей природний освітній процес, це як видалити ключові розділи з підручника: імунна система ніколи не засвоює важливих уроків про боротьбу з респіраторними інфекціями».

Ключові висновки дослідження:

У дослідженні порівнювали новонароджених мишей, яких лікували звичайними антибіотиками (ампіциліном, гентаміцином та ванкоміцином — тими ж препаратами, що часто використовуються у вагітних жінок та новонароджених), з мишами, чий природний мікробіом залишався неушкодженим.

У мишей, які зазнали впливу антибіотиків:

• Популяція захисних CD8+ Т-клітин у легенях значно зменшилася.

• Спостерігалося порушення здатності формувати тканинно-резидентні клітини пам'яті – спеціалізовані імунні клітини, що живуть у легенях і забезпечують швидкий захист від повторного зараження.

• Імунні дефіцити зберігалися і в дорослому віці, що свідчить про стійкі зміни в розвитку імунної системи.

Використовуючи зразки тканини легень з біобанку BRINDL, що фінансується NIH, команда підтвердила, що подібні імунодефіцити були присутні у немовлят, які зазнали впливу антибіотиків. Ці немовлята не тільки мали менше клітин пам'яті, але й демонстрували патерни експресії генів, подібні до тих, що спостерігаються у людей старшого віку, що також пов'язано з підвищеним ризиком респіраторних інфекцій.

Найголовніше, що додавання інозину до мишей, які отримували антибіотики, значно відновило їхню здатність розвивати функціональні клітини пам'яті та формувати ефективні імунні відповіді, відкриваючи багатообіцяючі перспективи для майбутніх методів лікування.

«Це говорить про те, що ми можемо захистити немовлят з групи ризику за допомогою цілеспрямованого прийому добавок», – сказав Дешмукх. «Хоча потрібно провести набагато більше досліджень, перш ніж цей підхід можна буде застосувати клінічно, тепер у нас є шлях уперед».

Результати дослідження можуть вплинути на майбутні дослідження щодо розробки втручань, включаючи дієтичні добавки, метаболітну терапію або стратегії підтримки мікробіому, щоб допомогти новонародженим розвинути сильнішу імунну пам'ять, не покладаючись виключно на антибіотики чи ризиковані пробіотики.

Дешмукх зазначив, що неонатолог GCH, доктор медичних наук Глорія Прейхубер, відіграла ключову роль у дослідженні. Її біобанк BRINDL зразків легень немовлят, зібраних протягом 15 років, що підтримуються NIH, дозволив команді перевірити свої результати на клітинах людини.

«Ця стаття була б неможливою без щедрості та досвіду докторки Прейхубер», – сказала Дешмукх. «Можливість порівняти результати досліджень на мишах з результатами досліджень людських клітин була надзвичайно важливою. Це одна з головних причин, чому я приїхала до Рочестера (з Дитячої лікарні Цинциннаті) – щоб співпрацювати з нею».