Кишечные бактерии истощенных детей получают пользу от ключевых элементов лечебного питания – Медицинский факультет Вашингтонского университета в Сент-Луисе

Посетите Центр новостей

Результаты могут послужить основой для рекомендаций по лечению и профилактике недоедания у детей.

Новое исследование Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе выявило ключевые природные биохимические компоненты новой терапевтической пищи, которая направлена ​​на восстановление слаборазвитых кишечных микробиомов у истощенных детей. Исследование также выявило важные бактериальные штаммы, которые перерабатывают эти биохимические компоненты. Полученные результаты могут помочь в лечении с использованием существующих рецептур пищевых продуктов и позволят создать новые, более эффективные рецептуры в будущем.

” data-medium-file=”https://medicine.wustl.edu/wp-content/uploads/theraputic-food-300×200.jpg” data-large-file=”https://medicine.wustl.edu/wp -content/uploads/theraputic-food-700×467.jpg”/>Getty Images/Майк Уорфул

Новое исследование Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе выявило ключевые природные биохимические компоненты новой терапевтической пищи, которая направлена ​​на восстановление слаборазвитых кишечных микробиомов у истощенных детей. Исследование также выявило важные бактериальные штаммы, которые перерабатывают эти биохимические компоненты. Полученные результаты могут помочь в лечении с использованием существующих рецептур пищевых продуктов и позволят создать новые, более эффективные рецептуры в будущем.

Клиническое исследование, о котором сообщалось в 2021 году и проведенное группой исследователей из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе и Международного центра исследований диарейных заболеваний в Дакке, Бангладеш, показало, что недавно разработанное терапевтическое питание направлено на восстановление слаборазвитого кишечника детей, страдающих от недоедания. микробиомы превосходили широко используемую стандартную лечебную пищу.

Теперь другое исследование, проведенное той же исследовательской группой из Медицинской школы Вашингтонского университета, выявило ключевые природные биохимические компоненты этого нового лечебного питания и важные бактериальные штаммы, которые перерабатывают эти компоненты. Исследование предполагает, что идентификация этих компонентов и ключевых штаммов кишечных бактерий, способствующих росту, которые действуют как их терапевтические мишени, может помочь в лечении с использованием нынешних рецептур пищевых продуктов и может позволить создать новые, более эффективные рецептуры в будущем.

Исследование, проведенное под руководством Джеффри И. Гордон, доктор медицинызаслуженного профессора Вашингтонского университета доктора Роберта Дж. Глейзера, опубликовано 13 декабря в журнале Nature.

«Мы идентифицировали биоактивные элементы пищи, ориентированной на микробиом», — сказал Гордон, который также является директором Семейный центр Эдисон по геномным наукам и системной биологии в Медицинской школе. «Это встречающиеся в природе углеводные структуры, которые теоретически могут быть извлечены в больших количествах из потоков побочных продуктов производства продуктов питания и использованы для производства пребиотиков. Мы также идентифицировали микробы, которые перерабатывают эти пищевые компоненты, и теоретически существует вероятность того, что сами организмы могут стать частью терапевтического вмешательства у детей, у которых полностью отсутствуют эти полезные кишечные микробы».

Опираясь на эту работу, Всемирная организация здравоохранения совместно с Фондом Билла и Мелинды Гейтс поддерживают крупное многоцентровое клиническое исследование по изучению этого нового терапевтического питания, называемого MDCF-2, или дополнительного питания, ориентированного на микробиом. В исследовании, которое находится на ранней стадии, планируется принять участие около 6500 детей, страдающих от недоедания, в возрасте от 6 месяцев до 2 лет, живущих в Африке и Юго-Восточной Азии.

По данным Всемирной организации здравоохранения и Детского фонда Организации Объединенных Наций, недоедание является основной причиной смертности детей в возрасте до 5 лет, и почти 150 миллионов детей в этом возрасте страдают от задержки роста. Лечение традиционными лечебными продуктами снижает смертность, но существенно не улучшает другие долгосрочные последствия недоедания, включая проблемы с обменом веществ, ростом костей, иммунной функцией и развитием мозга.

«Наша работа продемонстрировала, что здоровое микробное сообщество в кишечнике необходимо для здорового роста», — сказал Гордон. «Развитие микробного сообщества кишечника в первые два года жизни должно быть синхронизировано с развитием остального тела, других систем органов. Когда это микробное сообщество сформировано не полностью, простое увеличение количества калорий не восстановит его. Мы ищем конкретные пищевые компоненты, которые питают здоровые микробные сообщества кишечника, в надежде восстановить микробное сообщество кишечника, которое стало дисфункциональным у детей с недоеданием».

Исследователи, в том числе соавторы Мэтью С. Хибберд, доктор философиидоцент кафедры патологии и иммунологии, и Дэниел М. Уэббер, доктор медицинских наук, доктор философиипреподаватель патологии и иммунологии, обнаружил, что штаммы бактерий Обложка Превотеллы были положительно связаны с ускорением роста детей. Эти организмы продемонстрировали увеличение активности метаболических путей, которые используют полезные биоактивные углеводные структуры, присутствующие в терапевтической пище MDCF-2. По сравнению с детьми, получавшими традиционное лечебное питание, у детей, получавших MDCF-2, наблюдались более высокие уровни в крови определенных белков, которые поддерживают рост скелетно-мышечной системы и развитие нервной системы, а также более низкие уровни белков, участвующих в воспалении, что указывает на то, что эффекты восстановления микробиома распространяются далеко за пределы стенок. кишки.

«Мы провели обширный геномный анализ образцов фекалий этих детей», — сказал Хибберд. «Мы знаем особенности бактерий, которые реагируют на эти пищевые компоненты, а также метаболические способности, которыми эти бактерии обладают и которые проявляют в ответ на лечение. Оказывается, многие бактерии, тесно связанные с ростом детей, имеют пути углеводного обмена».

В клиническом исследовании 2021 годаЛечебное питание MDCF-2 давалось в качестве пищевой добавки, чтобы обеспечить около 20% суточной потребности детей в энергии. Ингредиенты MDCF-2 включают нутовую муку, соевую муку, арахисовую пасту и пюре из мякоти зеленого банана; Традиционная, более калорийная, готовая к употреблению дополнительная пища включает рис, чечевицу и сухое молоко. Детальный анализ углеводов в этих продуктах показал, что MDCF-2 содержит больше полисахаридов, известных как галактаны и маннаны, тогда как традиционная лечебная пища содержит больше крахмала и целлюлозы. Дети, получавшие MDCF-2, показали ускоренный рост по сравнению с детьми, получавшими традиционное дополнительное питание, хотя калорийность MDCF-2 была на 15% ниже, чем у более высококалорийной пищи. Увеличенный рост, связанный с лечением MDCF-2, коррелировал с усилением экспрессии метаболических путей, присутствующих у некоторых штаммов Обложка Превотеллы в микробиомах детей — пути, участвующие в утилизации организмом полисахаридов, присутствующих в MDCF-2.

«Информация из опросников по частоте приема пищи предполагает, что дети, у которых была наибольшая реакция на MDCF-2, также потребляли больше орехов и бобовых в рамках своего обычного рациона», — сказал Уэббер. «Эти орехи и бобовые содержат те же полисахариды, что и MDCF-2. Это говорит о том, что могут существовать возможности корректировки состава и дозы MDCF-2 для дальнейшего усиления его терапевтического эффекта».

Гордон добавил: «Предстоящие клинические испытания MDCF-2 в Восточной и Западной Африке и в Южной Азии проверят возможность обобщения его эффективности на страдающих от недоедания детей в возрасте от 6 до 24 месяцев с различной степенью тяжести недостаточности питания. Результаты этих и других исследований должны помочь нам лучше понять, как наши микробы взаимодействуют с нашими человеческими клетками и органами, влияя на биологию развития, уточнить наши подходы к разработке микробиомной терапии и помочь нам разработать новые подходы к кормлению наших детей. чтобы обеспечить формирование здорового микробиома в течение первых нескольких лет послеродовой жизни».