Пренатальный COVID повышает защитную силу грудного молока

Внеклеточные везикулы грудного молока (HMEV) являются важными компонентами грудного молока, которые играют важную роль в здоровье и развитии младенцев. Материнское здоровье может повлиять на нагрузку HMEV; однако последствия заражения коронавирусом тяжелого острого респираторного синдрома 2 (SARS-CoV-2) остаются неясными.

Недавнее исследование, опубликованное на биоRxiv* сервер препринтов анализирует влияние инфекции SARS-CoV-2 во время беременности на послеродовые молекулы HMEV.

Изучать: Пренатальная инфекция SARS-CoV-2 изменяет послеродовые внеклеточные везикулы грудного молока. Изображение предоставлено: parinoi / Shutterstock.com

*Важное замечание: биоRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не рецензируются экспертами и, следовательно, не должны рассматриваться как окончательные, направляющие клиническую практику/поведение, связанное со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.

Фон

Грудное молоко обеспечивает важные питательные вещества, которые поддерживают рост младенцев и защищают уязвимых младенцев от различных заболеваний, включая респираторные инфекции. Биологически активные компоненты, в том числе цитокины, адипокины, гормоны, липиды, иммуноглобулины, факторы роста, клетки и внеклеточные везикулы (ВВ), присутствуют в женском молоке и оказывают положительное влияние на здоровье детей.

HMEV представляют собой наноразмерные везикулы, окруженные двойным липидным слоем, которые несут селективный молекулярный груз из молочных желез. Эти везикулы могут модулировать экспрессию генов и клеточную передачу сигналов в тканях младенцев, при этом слизистая оболочка кишечника младенцев, по-видимому, является основной мишенью HMEV.

Предыдущие исследования показали, что патологические состояния матери во время беременности могут влиять на грузы HMEV и приводить к потенциальным функциональным изменениям у детей, находящихся на грудном вскармливании. Точные механизмы этого еще предстоит выяснить.

Пандемия коронавирусной болезни 2019 года (COVID-19) стала серьезной проблемой для общественного здравоохранения во всем мире. Воздействие SARS-CoV-2 может повлиять на компоненты грудного молока; однако имеются ограниченные данные о влиянии материнской инфекции SARS-CoV-2 во время беременности на HMEV.

Об исследовании

Образцы молока были взяты из когорты новорожденных IMPRINT, включая девять пренатальных пациентов с SARS-CoV-2 и девять контрольных. После дезагрегации мицелл казеина и обезжиривания один миллилитр (мл) молока подвергали последовательному процессу центрифугирования, ультрафильтрации и эксклюзионной хроматографии размера qEV (SC-UF-qEV).

Впоследствии были проведены характеристики белков и частиц в соответствии с рекомендациями MISEV2018. Для анализа лизатов ЭВ использовали протеомику и секвенирование микроРНК.

Неповрежденные ЭВ были биотинилированы для поверхностного анализа. Для прогнозирования функций HMEV, коррелирующих с пренатальной инфекцией SARS-CoV-2, использовали мульти-омики.

Ключевые результаты

Достаточное количество EV было выделено из грудного молока с использованием SC-UF-qEV. Первоначально низкоскоростное центрифугирование образцов молока позволяло удалить молочный жир.

На ранней стадии метода SC-UF-qEV для разрушения мицелл казеина добавляли цитрат натрия (хелатор кальция). Руководящие принципы Международного общества внеклеточных везикул (ISEV) были соблюдены для подтверждения наличия HMEV.

Концентрацию и распределение по размерам выделенных частиц HMEV определяли с помощью анализа отслеживания наночастиц (NTA). Размер большинства частиц в изоляте HMEV был менее 200 нанометров (нм), что согласуется с размером небольшой субпопуляции EV. Просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ) предоставила информацию о чашеобразной наноморфологии частиц HMEV.

Три распространенных маркера ЭВ, включая CD9, ALIX и HSP70, были обнаружены с помощью вестерн-иммуноблота, который был обогащен изолятом ВГЭМ, но не человеческим молоком (ГМ), микровезикулами (МВ) или обезжиренными ГМ (дГМ). CD9 представляет собой поверхностный тетраспанин, ALIX представляет собой мембранный белок, связанный с биогенезом ЭВ, а HSP70 представляет собой цитозольный белок, присутствующий в ЭВ.

Анализ основных компонентов (PCA), приложение машинного обучения, также использовался для дифференциации HMEV от HM, dHM и MV. Целевой анализ выявил обилие CD9, ALIX и HSP70, а также ксантиндегидрогеназы (XDH), лактадгерина и бутирофилина в HMEV.

Демографические данные матери и параметры HMEV, такие как число частиц, содержание РНК и белок, статистически не отличались между двумя исследуемыми группами. Пренатальная группа COVID-19 дала положительный результат на SARS-CoV-2 примерно за три месяца до родов.

Примечательно, что участники обеих групп не были вакцинированы против COVID-19 перед сбором молока. Анализ HMEV после двух недель лактации позволил понять, как COVID-19 влияет на молочные железы и физиологию лактации.

HMEV, выделенные из группы COVID-19, анализировали с использованием поверхностной, протеомной и miR-seq. Всего в HMEV было обнаружено, идентифицировано и количественно определено 1189 белков и 232 miR. Интересно, что был идентифицирован 91 значительно измененный белок с повышенной активностью и 35 с подавленной активностью.

Основываясь на мультиомическом анализе, матери с пренатальным COVID-19 синтезировали HMEV с расширенными функциональными возможностями, связанными с развитием ткани слизистой оболочки и метаболическим перепрограммированием. Они также уменьшали воспаление и снижали потенциал трансмиграции EV.

Эти результаты показывают, что дети, находящиеся на грудном вскармливании, защищены от респираторных и кишечных заболеваний. В пробирке, эксперименты выявили широкую противовирусную активность HMEV.

Выводы

Авторы утверждают, что это первое исследование, показывающее, что пренатальная инфекция SARS-CoV-2 обеспечивает защиту младенцев от вирусных инфекций за счет усиления функций HMEV, специфичных для участка слизистой оболочки.

Тем не менее, эти выводы требуют дальнейшей проверки с использованием более крупных выборок. Кроме того, последующее наблюдение на нескольких этапах лактации необходимо, чтобы понять, являются ли изменения HMEV после внутриутробного COVID-19 постоянными или временными.

*Важное замечание: биоRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не рецензируются экспертами и, следовательно, не должны рассматриваться как окончательные, направляющие клиническую практику/поведение, связанное со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.