Ученые описали опасные последствия нарушения микробиома у недоношенных младенцев
Ученые МФТИ вместе с коллегами из Национального медицинского научно-исследовательского центра акушерства, гинекологии и перинатологии им. В.И. Кулакова Минздрава России в новой работе рассмотрели особенности нарушения микробиоты у преждевременно родившихся детей. Особо они рассмотрели роль микробов и выделяемых ими короткоцепочечных жирных кислот (в первую очередь уксусной, пропионовой и масляной) в развитии опасного заболевания кишечника — некротизирующего энтероколита.
Значение внутреннего, прежде всего кишечного, микробиома для здоровья человека трудно переоценить. Он играет решающую роль в иммунитете, влияет на нервную систему. Не случайно его называют «вторым геномом» человека. Выделяя в кровоток множество соединений, эта экосистема регулирует ключевые физиологические функции нашего организма. Поэтому становление микробного населения кишечника имеет ключевое значение для здоровья новорожденного.
Если ребенок рождается преждевременно, у него развиваются характерные нарушения микробиоты, чреватые негативными последствиями для здоровья. Проблема стоит особенно остро у недоношенных новорожденных. Они более других подвержены различным заболеваниям, включая инфекционные, а их кишечный микробиом отличается нестабильностью и низким разнообразием.
Известно, что в микробиоме кишечника глубоко недоношенных детей (рожденных до 32-й недели беременности) зачастую преобладают грамотрицательные бактерии типа Proteobacteria, что является одним из главных факторов развития некротизирующего энтероколита (НЭК). Это очень опасное заболевание желудочно-кишечного тракта. Болезнь начинается с воспаления кишечной стенки, которое без своевременного лечения приводит к отмиранию тканей (некрозу) и может закончиться разрывом стенки кишечника (перфорацией).
Важным регулятором состояния кишечника и показателем функциональной активности микробиоты являются короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК). В физиологических концентрациях они участвуют в поддержании целостности кишечного барьера и регуляции местного иммунитета, однако как их дефицит, так и избыточное накопление могут быть связаны с повреждением кишечной стенки и воспалением. Именно поэтому КЦЖК рассматривают не только как потенциальный защитный фактор, но и как чувствительные индикаторы патологических процессов в кишечнике.
К сожалению, сейчас большая часть знаний о роли КЦЖК получена в ходе опытов на мышах или в лабораториях. Поэтому необходимо больше информации о том, как эти патологические процессы протекают у реальных пациентов.
«Ключевой вызов заключается в противоречивости литературных данных об уровнях и динамике КЦЖК при НЭКе, что требует перехода от констатации дисбиоза к анализу его функциональных последствий. Для решения этой задачи необходимы многоцентровые исследования, направленные на валидацию эталонных значений короткоцепочечных жирных кислот и разработку алгоритмов для оценки индивидуального риска. Именно это станет основой для будущих персонализированных стратегий — от таргетных пробиотиков до терапии на основе самих микробных метаболитов», — подчеркнула один из авторов, доцент кафедры химической физики МФТИ Наталия Стародубцева.
Исследователи систематизировали современные представления о том, как кишечная микробиота и ее метаболиты — короткоцепочечные жирные кислоты — могут быть связаны с развитием некротизирующего энтероколита у глубоко недоношенных новорожденных.
«Хотя статья носит обзорный характер, она также основана на нашем практическом опыте применения газовой хромато-масс-спектрометрии для количественного анализа короткоцепочечных жирных кислот в клинических исследованиях. Мы рассматриваем их как функциональные маркеры взаимодействия микробиоты и организма новорожденного. Эти подходы уже реализованы в наших недавних оригинальных исследованиях, посвященных динамике этих жирных кислот у недоношенных новорожденных, в том числе с диагнозом некротизирующего энтероколита», — отметил еще один участник исследования, старший научный сотрудник НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова Евгений Кукаев.
Авторы подчеркивают, что для ранней диагностики необходимо задействовать мультиомиксные технологии, позволяющие одновременно изучать гены бактерий, их активность и химический состав среды. Это поможет найти точные маркеры болезни и даст возможность предсказывать ее появление на самых ранних стадиях.