Для детей, страдающих от недоедания, новое лечебное питание стимулирует развитие кишечных микробов, способствует здоровому развитию

Новый тип лечебного питания, специально разработанный для восстановления микробиомов кишечника недоедающих детей, превосходит стандартную терапию в первоначальных клинических испытаниях, проведенных в Бангладеш.

Междисциплинарная группа исследователей из Медицинской школы Вашингтонского университета в Санкт-Петербурге. Луис и Международный центр исследований диарейных заболеваний в Дакке, Бангладеш, разработали новый подход к решению насущной глобальной проблемы недоедания в области здравоохранения среди детей. Их подход фокусируется на выборочном стимулировании ключевых кишечных микробов, способствующих росту, с использованием ингредиентов, присутствующих в доступных и приемлемых в культурном отношении пищевых продуктах.

Их работа поддерживает идею о том, что здоровый рост младенцев и детей неразрывно связан со здоровым развитием их кишечных сообществ после рождения. Результаты их исследований описаны в двух отчетах, опубликованных 12 июля в журнале Science.

"Мы обнаружили, что у недоедающих детей сообщества кишечных микробов сформированы не полностью по сравнению со здоровыми сверстниками" сказал старший автор Джеффри I. Гордон, доктор медицины, доктор. Роберт Дж. Заслуженный профессор университета Глейзера и директор Центра геномных наук Эдисона & Системная биология в Медицинской школе. "Поэтому мы приступили к разработке лечебных продуктов питания, чтобы исправить эту незрелость и определить, восстановит ли такое восстановление здоровый рост."

Клиническое испытание, проведенное командой под руководством доктора философии Тахмида Ахмеда.D., Директор по вопросам питания и клинических услуг Международного центра исследований диарейных заболеваний включал 63 ребенка из Бангладеш в возрасте от 12 до 18 месяцев с диагнозом умеренного острого недоедания, то есть дети были больны, но не были близки к смерти. Детей случайным образом распределили в одну из четырех групп лечения. Дети в трех группах получали по одному из трех недавно разработанных лечебных продуктов питания, в то время как дети в четвертой группе получали стандартное лечебное питание, которое не было разработано с учетом его воздействия на микробиом кишечника.

Все продукты для испытания были местного производства в Международном центре исследований диарейных заболеваний. Детей дважды в день привозили в реабилитационный центр, где лечебное питание давали их матери под наблюдением медицинских работников. Набор инструментов измерения, разработанный благодаря достижениям в области геномной медицины, предоставил новое, гораздо более полное определение молекулярных характеристик, связанных с недоеданием, лежащих в его основе механизмов и эффективности лечения.

Одно из лечебных продуктов выделялось среди остальных даже в этом относительно коротком месячном испытании. Измерение 1300 белков крови, в том числе тех, которые непосредственно участвуют в росте костей, развитии мозга, иммунной функции и метаболизме в различных тканях, показало, что этот прототип пищи произвел явный сдвиг в сторону здорового состояния по сравнению с тем, что наблюдалось в других тканях. три группы детей.

В конце исследования исследователи также обнаружили, что, в отличие от трех других лечебных групп, кишечные микробные сообщества, проживающие в кишечнике детей, получавших эту свинцовую лечебную пищу, претерпели реконфигурацию и больше походили на микробные сообщества, обнаруженные в возрастных группах. подобранные здоровые дети, живущие в том же месте. Этот состав содержал, среди прочего, смесь питательных веществ из нута, сои, бананов и арахиса.

По данным Всемирной организации здравоохранения, недоедание в детском возрасте – серьезная глобальная проблема здравоохранения, от которой страдают 150 миллионов детей в возрасте до 5 лет во всем мире. Многие исследования показали, что недоедание является результатом многих факторов, причем надежный доступ к адекватному количеству недорогой и питательной пищи является одним, но не единственным фактором.

Существующие лечебные продукты питания были разработаны для увеличения количества потребляемых детьми основных питательных веществ. Дети, страдающие от недоедания, которые получают эти продукты, с меньшей вероятностью умрут, но другие последствия недоедания в значительной степени не поддаются лечению, включая задержку роста, нарушение иммунитета и снижение когнитивных функций. Гордон отметил, что эти продукты не были разработаны с учетом их влияния на развитие микробиома кишечника.

Новые лечебные продукты питания, ориентированные на микробиом, разработанные Вашингтонским университетом и группой исследований Международного центра диарейных заболеваний, возникли на основе их более ранних исследований развития кишечных микробных сообществ у здоровых детей, живущих в Бангладеш. Несколько лет назад команда обнаружила, что у детей с недоеданием есть незрелые кишечные сообщества, которые кажутся моложе их здоровых сверстников. Ахмед отметил, что несколько лет назад они обнаружили, что обычные лечебные продукты не смогли исправить эту незрелость у истощенных детей, которых они лечили.

Группа Гордона продолжила пересадку незрелых сообществ из недоедающих детей и нормально созревающих сообществ из здоровых детей в мышей, выращенных в стерильных условиях. Результаты показали, что незрелые сообщества были связаны со сниженным набором веса, дефектным развитием костей, а также с аномальными метаболическими и иммунными функциями у животных-реципиентов. Эти результаты предоставили ранние доказательства того, что неспособность сформировать нормальное микробное сообщество может быть причиной, а не просто следствием недоедания.

"Существует неуверенность в том, какие продукты лучше всего давать в период прикорма, когда дети переходят с исключительно молочного кормления на твердую пищу," Гордон сказал. "Наши исследования были вдохновлены представлением о том, что эти широко используемые, доступные, приемлемые в культурном отношении продукты для прикорма могут содержать ингредиенты, необходимые для основных микробов, которые недостаточно представлены и недостаточно эффективны в микробиомах кишечника детей с недостаточным питанием. Эти микробы были нашими терапевтическими целями."

Это исследование является первым доказательством того, что лечебное питание, разработанное специально для поддержки роста и распространения кишечных микробов, связанных с развитием здорового микробиома, оказывает благотворное влияние за пределами кишечника, связанное со многими аспектами здорового роста. Эти эффекты связаны с ключевыми медиаторами метаболизма и развития костей, мозга и иммунной системы – систем органов, которые очень трудно восстановить у детей с недостаточным питанием, дополняя их рацион традиционными лечебными продуктами.

В первой из двух статей – соавторы Жанетт Л. Гериг, Ph.D., Сиддарт Венкатеш, Ph.D., и Хао-Вэй Чанг, все члены лаборатории Гордона, – описывают, как они сначала использовали стерильных мышей, а затем стерилизованных поросят, колонизированных членами кишечного микробного сообщества из детей Бангладеш, чтобы проверить серию диет, состоящих из дополнительных пищевых ингредиентов. используется в Бангладеш. Они сформулировали микробиомные прототипы дополнительных продуктов питания, которые могут восстанавливать незрелые микробные сообщества у истощенных детей Бангладеш в обеих этих моделях животных и улучшать здоровье животных. Эти прототипы затем были протестированы в двойном слепом контролируемом исследовании кормления, описанном выше.

Во второй статье первый автор Арджун С. Раман, MD, Ph.D., из лаборатории Гордона, описывает разработку новых вычислительных методов, основанных на методах, первоначально разработанных в области эконофизики для анализа того, как колебания в экономике влияют на характеристики сложных, динамичных финансовых рынков. Подход предоставил новые, общеприменимые способы характеристики организации кишечных сообществ человека – их нормального развития, того, как они обеспокоены болезненными состояниями, такими как недоедание, и как они реагируют на терапевтические вмешательства, направленные на их восстановление.

"Цель исследования микробиома человека – не просто описать составные части микробного сообщества, но, скорее, охарактеризовать, как компоненты взаимодействуют друг с другом для формирования функций сообщества," Гордон сказал. "Ситуация усложняется тем, что количество возможных взаимодействий между компонентами кишечного сообщества буквально астрономическое."

По словам Рамана, исследователи хотели сфокусировать свое внимание, найти способы уменьшить количество компонентов или характеристик микробиома до минимального числа, которое могло бы информативно изобразить организационные свойства здоровых и больных кишечных сообществ.

Изучая микробиомы здоровых детей Бангладеш, взятых ежемесячно от рождения до пяти лет, и используя новый вычислительный метод, они определили сеть из 15 членов кишечного бактериального сообщества, которые постоянно взаимодействовали друг с другом. Они назвали эту сеть экогруппой. Компоненты экогруппы предоставили точный способ описания нормального развития кишечника младенцев и детей, живущих в Бангладеш, а также в нескольких других странах с низким уровнем дохода. Кроме того, он служил чувствительным и точным способом определения того, насколько серьезно нарушены микробные сообщества у детей с умеренным и тяжелым недоеданием, и в какой степени они восстанавливаются с помощью различных методов лечения.

"В настоящее время на двух объектах в Бангладеш проводятся более длительные и масштабные клинические испытания, чтобы выяснить, имеет ли новый дополнительный корм, управляемый микробиомами, устойчивые преимущества," Ахмед сказал. "Это испытание включает детей с умеренным недоеданием, а также детей с тяжелым недоеданием, получавших обычную терапию, но оставшихся с не полностью восстановленными микробиомами, задержкой роста и различными другими нарушениями роста."

Добавлен Michael J. Барратт, доктор философии.D., доцент кафедры патологии и иммунологии и исполнительный директор Центра исследований кишечного микробиома и питания Вашингтонского университета: "Возможно, что у некоторых детей кишечные микробные сообщества настолько повреждены, что одного вмешательства на основе пищевых продуктов будет недостаточно. Таким образом, наша команда Вашингтонского университета и Международного центра по исследованию диарейных заболеваний заинтересована в изучении возможности предоставления конкретных полезных организмов – или даже полезных продуктов, которые производят эти микробы, по мере того, как мы становимся более осведомленными о том, что это такое – в сочетании с микробиомом. Направленное дополнительное питание. Это может быть вторая линия защиты. Наши исследования также представляют возможность мониторинга развития кишечных микробных сообществ и выявления отклонений от нормального развития в более раннем возрасте, что дает нам возможности для предотвращения."

Гордон подчеркнул, что их усилия, направленные на восстановление нарушенных микробных сообществ недоедающих детей, обещают раскрыть более информированные рекомендации по кормлению детей в первые несколько лет жизни, чтобы они могли развить здоровые микробиомы.

"Мы должны эффективно распоряжаться драгоценными микробными ресурсами наших детей," он сказал. "Если да, то последствия могут быть долгосрочными и возвестить о новом измерении профилактической медицины – том, которое начинается с их развития микробиомов."

Блог Хихуса