Výzkumníci DTU objevili spojitost střevních bakterií se sníženým rizikem alergie a astmatu

Vědci z DTU si patentovali vynález, který využívá přirozeně produkované látky ze střevních bakterií typu bifidobakterií ke snížení rizika alergií a astmatu.

Alergie a astma postihují stále větší počet dětí na celém světě, ale nyní mezinárodní výzkumná skupina vedená DTU identifikovala dříve neznámý mechanismus, který může snížit riziko alergií a astmatu v pozdějším věku. Studie ukazuje, že u dětí je menší pravděpodobnost vzniku těchto onemocnění, pokud jsou jako kojenci kolonizovány určitými bifidobakteriemi, které produkují ve střevě látku – takzvaný metabolit – tlumící imunitní reakce na alergeny.

studium, „Kolonizace v raném věku aromatickými bifidobakteriemi produkujícími laktát snižuje riziko alergické senzibilizace,“ byla publikována v renomovaném časopise Nature Microbiology.

Výsledky by mohly mít zásadní vliv na prevenci alergií a astmatu, které patří mezi nejčastější chronická onemocnění u dětí. Schopnost jim předcházet posílením střevní mikroflóry v prvních měsících života by mohla znamenat průlom v oblasti veřejného zdraví.

Klíčovým průlomem je, že jsme nyní identifikovali specifický mechanismus, který dokáže potlačit rozvoj alergických reakcí v imunitním systému již v kojeneckém věku. Pokud dokážeme tyto poznatky převést do preventivní strategie – například prostřednictvím probiotických doplňků nebo obohacené kojenecké výživy – bude to velký krok vpřed v boji proti alergiím a astmatu, které v současnosti postihují miliony dětí po celém světě.“

Susanne Brix Pedersen, vedoucí projektu, profesorka na DTU Bioengineering

Bakteriální látka tlumí alergickou reakci

Vědci sledovali 147 dětí od narození do pěti let a zjistili, že kojenci, kteří mají ve střevech velkou populaci určitých bifidobakterií, mají brzy prospěch z metabolitů produkovaných těmito bakteriemi. Zdá se, že zejména látka 4-hydroxyfenyl laktát (4-OH-PLA) potlačuje tendenci imunitního systému přehnaně reagovat na alergeny.

V laboratorních testech s lidskými imunitními buňkami vědci prokázali, že 4-OH-PLA inhibuje imunitním systémem těla produkci protilátky imunoglobulinu E (IgE), která hraje ústřední roli při alergických reakcích. IgE je tělesná „alarmová molekula“ při alergiích. Když se tělo setká s alergenem, produkuje IgE protilátky, které aktivují imunitní buňky a mohou vyvolat alergické příznaky. K tomu dochází, protože IgE protilátka se váže na alergeny, jako je pyl nebo potravinové proteiny, spouští imunitní odpověď těla a způsobuje příznaky, jako je svědění, ekzém, senná rýma a v některých případech astma. Čím vyšší je hladina IgE, tím větší je riziko alergie.

Laboratorní testy ukázaly, že přirozené koncentrace 4-OH-PLA snižují produkci IgE protilátky v těle o 60 procent, aniž by to ovlivnilo tvorbu jiných typů protilátek.

Genetická analýza vzorků stolice

Studie zahrnovala velké množství dat ze tří velkých kohort narození ve Švédsku, Německu a Austrálii. Vědci analyzovali vzorky stolice od kojenců mimo jiné pomocí genetických analýz a analýz malých molekul, aby zmapovali jak bakteriální složení, tak hladiny metabolitů. Současně byly vzorky krve použity k měření IgE protilátek proti potravinovým a vzdušným alergenům. Nakonec byl mechanismus testován v experimentu s lidskými imunitními buňkami, kde 4-OH-PLA přímo inhibovala produkci IgE.

Studie demonstruje konkrétní biologickou souvislost mezi určitými bifidobakteriemi, metabolity, které produkují, a zdravým vývojem imunitního systému u malých dětí.

Nová strategie prevence alergií a astmatu

Vědci také zkoumali podmínky, které zvyšovaly pravděpodobnost, že kojenci získají tyto prospěšné bakterie.

„Je pozoruhodné, že děti narozené vaginálně měly 14krát vyšší pravděpodobnost, že získají bifidobakterie od svých matek. Kromě toho výhradní kojení a kontakt s jinými malými dětmi v raném věku také přispěly ke zvýšenému výskytu těchto bifidobakterií ve střevě. To znamená, že přirozené mechanismy pomáhají předcházet rozvoji těchto onemocnění. Náš životní styl však přispěl k tomu, že tyto bifidobakterie se stávají mnohem vzácnějšími, a proto se stávají mnohem vzácnějšími. nebyl s nimi kolonizován,“ říká Rasmus Kaae Dehli, specialista na systémovou imunologii na DTU Bioengineering.

Výsledky naznačují, že přidání 4-OH-PLA nebo probiotických bakterií, které mohou látku produkovat, se může stát novou strategií prevence alergií a astmatu. Vědci vidí potenciál ve vývoji doplňků stravy pro plně kojené nebo kojenecké výživy obohacené o tyto bifidobakterie nebo jejich metabolity. To by mohlo otevřít cílené úsilí v kritickém okně příležitostí v prvních měsících života, kdy se tvoří imunitní systém.

Profesorka Susanne Brix Pedersen je spolupracovnicí na studii BEGIN z univerzitní nemocnice v Aarhusu, která se týká včasné prevence astmatu a alergií a kde je kojencům podávána jedna z bifidobakterií, u kterých vědci prokázali pozitivní účinek.

Pokud testy ve fakultní nemocnici v Aarhusu prokážou pozitivní účinky, Susanne Brix Pedersen odhaduje, že možná nová preventivní strategie pro malé děti by mohla být připravena během několika let. U léčby pacientů s alergiemi nebo astmatem je časová osa delší, až deset let, protože lék musí být nejprve formulován a poté testován v klinických studiích, než může být uveden na trh.

DTU si nechalo patentovat použití metabolitu v léčivech pro prevenci a léčbu alergií a astmatu.