Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι τα βακτήρια στο έντερο των πρόωρων βρεφών μπορεί να διαδραματίσουν βασικό ρόλο στον κίνδυνο εγκεφαλικής βλάβης. Τα ευρήματα της μελέτης δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό «Cell Host and Microbe». Η ερευνητική ομάδα διαπίστωσε ότι η υπερανάπτυξη του γαστρεντερικού σωλήνα με το βακτήριο Klebsiella σχετίζεται με αυξημένη παρουσία ορισμένων κυττάρων του ανοσοποιητικού και την ανάπτυξη νευρολογικής βλάβης σε πρόωρα μωρά. Η πρώιμη ανάπτυξη του εντέρου, του εγκεφάλου και του ανοσοποιητικού συστήματος είναι στενά αλληλένδετες.
Οι ερευνητές αναφέρονται σε αυτό ως άξονας εντέρου-ανοσο-εγκεφάλου . Τα βακτήρια στο έντερο συνεργάζονται με το ανοσοποιητικό σύστημα, το οποίο με τη σειρά του παρακολουθεί τα μικρόβια του εντέρου και αναπτύσσει τις κατάλληλες αντιδράσεις σε αυτά. Επιπλέον, το έντερο έρχεται σε επαφή με τον εγκέφαλο μέσω του πνευμονογαστρικού νεύρου καθώς και μέσω του ανοσοποιητικού συστήματος. Ερευνήσαμε τον ρόλο που παίζει αυτός ο άξονας στην ανάπτυξη του εγκεφάλου των ακραίων πρόωρων βρεφών. Οι μικροοργανισμοί του μικροβιώματος του εντέρου – που είναι μια ζωτικής σημασίας συλλογή από εκατοντάδες είδη βακτηρίων, μυκήτων, ιών και άλλων μικροβίων – βρίσκονται σε ισορροπία σε υγιείς ανθρώπους. Ωστόσο, ειδικά σε πρόωρα μωρά, των οποίων το ανοσοποιητικό σύστημα και το μικροβίωμα δεν έχουν μπορέσει να αναπτυχθούν πλήρως, είναι πολύ πιθανό να συμβούν μετατοπίσεις. Αυτές οι αλλαγές μπορεί να έχουν αρνητικές επιπτώσεις στον εγκέφαλο.
Στην πραγματικότητα, μπορέσαμε να εντόπισαν ορισμένα πρότυπα στο μικροβίωμα και την ανοσολογική απόκριση που συνδέονται σαφώς με την εξέλιξη και τη σοβαρότητα της εγκεφαλικής βλάβης, λέει ο David Berry, μικροβιολόγος και επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας στο Κέντρο Μικροβιολογίας και Περιβάλλοντος. Systems Science (CMESS) στο Πανεπιστήμιο της Βιέννης καθώς και Επιχειρησιακός Διευθυντής του Joint Microbiome Facility του Ιατρικού Πανεπιστημίου της Βιέννης και του Πανεπιστημίου της Βιέννης. «Κυρίως, τέτοια μοτίβα εμφανίζονται συχνά πριν από αλλαγές στον εγκέφαλο. Αυτό υποδηλώνει ένα κρίσιμο χρονικό παράθυρο κατά το οποίο η εγκεφαλική βλάβη σε εξαιρετικά πρόωρα βρέφη μπορεί να αποτραπεί ή ακόμη και να αποφευχθεί από την επιδείνωση», πρόσθεσε ο Berry.
Η ανοσία του εντέρου είναι υψίστης σημασίας
Τα σημεία εκκίνησης για την ανάπτυξη κατάλληλων θεραπειών παρέχονται από τους βιοδείκτες που η διεπιστημονική ομάδα μπόρεσε να εντοπίσει. «Τα δεδομένα μας δείχνουν ότι η υπερβολική ανάπτυξη του βακτηρίου Klebsiella και τα σχετικά αυξημένα επίπεδα α-Τ-κυττάρων μπορεί προφανώς να επιδεινώσουν την εγκεφαλική βλάβη», εξήγησε ο Lukas Wisgrill, Νεογνολόγος από το Τμήμα Νεογνολογίας, Παιδιατρικής Εντατικής Ιατρικής και Νευροπαιδικής στο Τμήμα Παιδιατρική και Εφηβική Ιατρική στο Ιατρικό Πανεπιστήμιο της Βιέννης. Καταφέραμε να εντοπίσουμε αυτά τα πρότυπα επειδή, για μια πολύ συγκεκριμένη ομάδα νεογνών, για πρώτη φορά εξερευνήσαμε λεπτομερώς πώς αναπτύσσεται το μικροβίωμα του εντέρου , το ανοσοποιητικό σύστημα και ο εγκέφαλος και πώς αλληλεπιδρούν σε αυτή τη διαδικασία», πρόσθεσε. Η μελέτη παρακολούθησε συνολικά 60 πρόωρα βρέφη, που γεννήθηκαν πριν από τις 28 εβδομάδες κύησης και ζύγιζαν λιγότερο από 1 κιλό, για αρκετές εβδομάδες ή και μήνες.
Χρησιμοποιώντας μεθόδους αιχμής — η ομάδα εξέτασε το μικροβίωμα χρησιμοποιώντας αλληλουχία γονιδίου 16S rRNA, μεταξύ άλλων μεθόδων — οι ερευνητές ανέλυσαν δείγματα αίματος και κοπράνων, καταγραφές εγκεφαλικών κυμάτων (π.χ. aEEG) και εικόνες MRI του εγκεφάλου των βρεφών. Η μελέτη, η οποία είναι ένα διαπανεπιστημιακό πρόγραμμα cluster υπό την κοινή καθοδήγηση της Angelika Berger (Ιατρικό Πανεπιστήμιο της Βιέννης) και του David Berry (Πανεπιστήμιο της Βιέννης), είναι το σημείο εκκίνησης για ένα ερευνητικό πρόγραμμα που θα διερευνήσει το μικροβίωμα και τη σημασία του για η νευρολογική ανάπτυξη των πρόωρων παιδιών ακόμη πιο διεξοδικά.
Επιπλέον, οι ερευνητές θα συνεχίσουν να παρακολουθούν τα παιδιά της αρχικής μελέτης. «Το πώς αναπτύσσονται οι κινητικές και γνωστικές δεξιότητες των παιδιών γίνεται φανερό μόνο σε αρκετά χρόνια. Στόχος μας είναι να κατανοήσουμε πώς αυτή η πολύ πρώιμη ανάπτυξη του άξονα εντέρου-ανοσο-εγκεφάλου παίζει μακροπρόθεσμα», εξήγησε η Angelika Berger. Οι σημαντικότεροι εταίροι συνεργασίας για το έργο είναι ήδη στο πλοίο. «Οι γονείς των παιδιών μας υποστήριξαν στη μελέτη με μεγάλο ενδιαφέρον και ειλικρίνεια», είπε ο David Seki. «Τελικά, αυτός είναι ο μόνος λόγος που καταφέραμε να αποκτήσουμε αυτές τις σημαντικές γνώσεις. Είμαστε πολύ ευγνώμονες για αυτό», κατέληξε ο Σέκι.