Utilizarea timpurie a antibioticelor perturbă dezvoltarea imunității la sugari

Un nou studiu realizat de cercetătorii de la Centrul Medical al Universității din Rochester (URMC) a descoperit că expunerea timpurie la antibiotice poate afecta dezvoltarea sistemului imunitar al unui sugar, iar un metabolit natural ar putea fi esențial pentru inversarea daunelor.

Un studiu publicat în Cell a constatat că expunerea la antibiotice în timpul sarcinii și al copilăriei poate slăbi permanent capacitatea sistemului imunitar de a combate infecțiile respiratorii precum gripa. Analizând atât modele murine, cât și țesutul pulmonar de la sugari umani, cercetătorii au descoperit că utilizarea timpurie a antibioticelor perturbă capacitatea microbiomului intestinal de a produce inozină, o moleculă care servește ca un semnal important pentru dezvoltarea celulelor imune.

Cu toate acestea, prin adăugarea de inozină la șoareci, oamenii de știință au reușit să corecteze problemele sistemului imunitar cauzate de antibiotice, deschizând calea către potențiale strategii terapeutice pentru a stimula memoria imună la sugarii vulnerabili.

„Gândiți-vă la inozină ca la un mesager molecular. Aceasta călătorește din intestin către celulele imune în curs de dezvoltare, «învățându-le» cum să se maturizeze corespunzător și să se pregătească pentru viitoare infecții”, a explicat Hitesh Deshmukh, MD, PhD, autor principal al studiului și șef al secției de neonatologie de la Spitalul de Copii Golisano (GCH) din cadrul UR Medicine.

Proiectul a făcut parte dintr-o inițiativă pe termen lung, finanțată de NIH R35, pentru a studia modul în care expunerile la o vârstă fragedă influențează riscul de boli pe tot parcursul vieții, inclusiv astmul și bolile pulmonare cronice.

„Știm că antibioticele pot salva viețile bebelușilor, dar ele perturbă și microbiomul în timpul unei perioade critice a dezvoltării sistemului imunitar”, a spus Deshmukh. „Studiul nostru arată o modalitate prin care această perturbare afectează imunitatea pulmonară și, mai important, o posibilă modalitate de a o corecta.”

Tulburarea afectează formarea celulelor T de memorie rezidente în țesuturi, o populație specializată de celule imune care trăiesc în plămâni și oferă protecție pe termen lung împotriva infecțiilor virale. Fără aceste celule, sugarii pot rămâne vulnerabili la boli respiratorii severe până la vârsta adultă.

„Am descoperit că microbiomul intestinal acționează ca un profesor pentru sistemul imunitar în curs de dezvoltare”, a explicat Deshmukh. „Când antibioticele perturbă acest proces educațional natural, este ca și cum am elimina capitole cheie dintr-un manual: sistemul imunitar nu învață niciodată lecții importante despre combaterea infecțiilor respiratorii.”

Principalele constatări ale studiului:

Studiul a comparat șoareci puști expuși la antibiotice comune (ampicilină, gentamicină și vancomicină - aceleași medicamente utilizate adesea la femeile însărcinate și la nou-născuți) cu șoareci al căror microbiom natural a rămas intact.

La șoarecii expuși la antibiotice:

• Populația de celule T CD8+ protectoare din plămâni a fost redusă semnificativ.

• A existat o afectare a capacității de a forma celule de memorie rezidente în țesuturi, celule imune specializate care trăiesc în plămâni și oferă protecție rapidă împotriva reinfectării.

• Deficiențele imune au persistat până la vârsta adultă, indicând modificări persistente în dezvoltarea sistemului imunitar.

Folosind probe de țesut pulmonar de la BRINDL Biobank, finanțată de NIH, echipa a confirmat că deficiențe imune similare erau prezente la sugarii umani expuși la antibiotice. Acești sugari nu numai că aveau mai puține celule de memorie, dar au prezentat și modele de expresie genică similare cu cele ale adulților mai în vârstă, ceea ce este, de asemenea, asociat cu un risc crescut de infecții respiratorii.

Cel mai important, adăugarea de inozină la șoarecii expuși la antibiotice a restabilit semnificativ capacitatea acestora de a dezvolta celule de memorie funcționale și de a genera răspunsuri imune eficiente, deschizând perspective promițătoare pentru terapii viitoare.

„Acest lucru sugerează că putem proteja sugarii aflați la risc cu suplimente specifice”, a spus Deshmukh. „Deși sunt necesare mult mai multe cercetări înainte ca această abordare să poată fi aplicată clinic, acum avem o cale de urmat.”

Constatările studiului ar putea influența cercetările viitoare privind dezvoltarea de intervenții - inclusiv suplimente alimentare, terapie cu metaboliți sau strategii de susținere a microbiomului - pentru a ajuta nou-născuții să dezvolte o memorie imunitară mai puternică, fără a fi nevoiți să se bazeze exclusiv pe antibiotice sau probiotice riscante.

Deshmukh a menționat că medicul neonatolog Gloria Preihuber de la GCH a jucat un rol cheie în studiu. Biobanca sa BRINDL, conținând probe pulmonare infantile susținute de NIH, colectate pe o perioadă de 15 ani, a permis echipei să își testeze descoperirile în celule umane.

„Această lucrare nu ar fi fost posibilă fără generozitatea și expertiza Dr. Prayhuber”, a spus Deshmukh. „A putea compara rezultatele obținute pe șoareci cu celulele umane a fost absolut esențială. Acesta este unul dintre principalele motive pentru care am venit la Rochester (de la Spitalul de Copii din Cincinnati) - pentru a colabora cu ea.”