Бактерії грудного молока допомагають формувати мікробіом кишечника немовляти

У більшості розмов про грудне молоко основна увага приділяється таким темам, як поживні речовини, антитіла та час, проведений з дитиною, а не бактеріями. Але виявляється, що в грудному молоці міститься власна крихітна спільнота мікробів, і ці «пасажири» можуть допомогти сформувати мікробіом кишечника дитини, що розвивається, що, у свою чергу, може вплинути на засвоєння поживних речовин, регуляцію метаболізму, розвиток імунної системи та багато іншого.

Нове дослідження, опубліковане в журналі Nature Communications, є одним з найбільш докладних на сьогоднішній день описів того, як різні комбінації бактерій у грудному молоці впливають на формування мікробіома кишечника немовлят.

Складання картки мікробіома молока

Мікробіом грудного молока, як відомо, складно аналізувати, оскільки високий вміст жиру в молоці та відносно низьке бактеріальне навантаження ускладнюють процес отримання геномного матеріалу.

«Грудне молоко рекомендується як єдине джерело харчування для немовляти в перші місяці життя, проте важливі питання про мікробіома молока залишалися без відповіді, оскільки аналітичні завдання були дуже складними. Ми вирішили взятися за цю справу, оскільки наша співпраця надала унікальну можливість об'єднати ключові ресурси» - Памела Ферретті, доктор філософії, перший автор, науковий співробітник лабораторії Блехмана в університеті Чикаго.

Ці ресурси включали сотні зразків молока, зібраних у рамках дослідження «Матері та немовлята: зв'язок для здорового зростання» (MILk), яке очолювали Еллен Демерат, доктор філософії, з Університету Міннесоти, та Девід Філдс, доктор філософії, з Медичного центру Університету Оклахоми. З боку університету Чикаго Ферретті та її колеги мали доступ до метагеномних інструментів та великого досвіду роботи з даними про мікробіому, включаючи високоспеціалізовану експертизу Ферретті в галузі мікробіома немовлят та аналізу передачі інфекції. У своїх попередніх дослідженнях вона вивчала, як різні ділянки тіла матері – такі як рот, шкіра та вагінальна порожнина – впливають на мікробіом немовляти.

Проаналізувавши 507 зразків грудного молока та випорожнення немовлят від 195 пар мати-дитина, команда виявила, що грудне молоко містило виразну суміш бактеріальних видів, в якій переважали біфідобактерії, включаючи Bifidobacterium longum, B. breve і B. bifidum. Більше половини зразків молока містили B. longum, вид, у великій кількості присутній у мікробіомі кишечника більш ніж 98% немовлят.

*** «Хоча добре відомо, що Borrelia longum широко поширена в кишечнику немовлят, було несподівано виявити таку сильну присутність цього виду у зразках грудного молока, оскільки в попередніх дослідженнях молока в основному повідомлялося про інші бактеріальні таксони, такі як стафілококи та стрептококи»***, - сказала Ферретті. «Ми вважаємо, що ці результати спонукають до переоцінки ситуації у цій галузі».

Відстеження мікробів від молока до кишечника немовляти

У більшості попередніх досліджень, що аналізували бактеріальну ДНК у грудному молоці, використовувався відносно недорогий та швидкий метод, званий ампліконним секвенуванням, який націлений на обмежену кількість заздалегідь визначених геномних регіонів для кожного експерименту. Цей метод добре підходить для ефективної ідентифікації видів у змішаному зразку, але при цьому більшість бактеріального геному залишається недослідженою.

«Метагеномний аналіз — більш складна та трудомістка процедура, але вона справді окупилася, оскільки дозволила нам отримати інформацію на рівні різних штамів бактерій, що дуже важливо, оскільки лише на цьому рівні ми можемо стверджувати, що знаємо про передачу інфекції», — сказав Ферретті.

У статті повідомляється про 12 випадків, коли один і той же штам був виявлений у грудному молоці матері та в кишечнику її немовляти, що є дуже переконливим доказом того, що передача відбувається вертикально через грудне вигодовування.

Деякі з цих загальних штамів являли собою корисні коменсальні види, такі як B. longum і B. bifidum, які допомагають перетравлювати цукри грудного молока та підтримують здоровий розвиток кишечника. Інші ж були патобіонтами – мікробами, такими як E. coli та Klebsiella pneumoniae, які можуть нешкідливо жити в організмі здорових людей, але за певних умов потенційно можуть спричинити інфекцію. Автори відзначають, що всі матері та немовлята у дослідженні були здорові, що вказує на те, що присутність цих видів у молоці сама по собі не свідчить про захворювання, а скоріше відображає мікробну різноманітність, яка може передаватися під час грудного вигодовування.

Цікаво, що команда дослідників також виявила у зразках молока специфічні штами бактерій, які зазвичай асоціюються з порожниною рота, такі як Streptococcus salivarius та види Veillonella. Вони зрозуміли, що це може бути потенційним свідченням «ретроградного потоку» під час грудного вигодовування: у міру годування дитини крихітні кількості бактерій із ротової порожнини можуть потрапляти назад у сосок і протоки і ставати частиною мікробіома молока.

Розширення досліджень грудного молока

Ферретті зазначив, що дослідження не тільки проливає світло на передачу мікроорганізмів, а й заповнює суттєву прогалину в наявних даних для вчених, які вивчають здоров'я у ранньому дитинстві.

«Це дослідження майже вдвічі збільшило кількість загальнодоступних метагеномних зразків грудного молока та зіставило їх із великою інформацією про здоров'я та спосіб життя матерів», — сказала Ферретті. «Ми сподіваємося, що наші результати та майбутні аналізи з використанням цього набору даних справді просунуть цю область уперед».

У подальших дослідженнях вчені сподіваються вивести свій аналіз на новий рівень, використовуючи мультиомічний підхід, включаючи аналіз метаболітів, таких як олігосахариди грудного молока (HMO), та вивчення «експозому» факторів навколишнього середовища, таких як ПФАС та антимікробна резистентність, які можуть передаватися через молоко.

«Зрештою, нас цікавить вивчення більш тривалих траєкторій здоров'я, щоб з'ясувати, чи можуть фактори, пов'язані з грудним молоком та раннім дитинством, передбачати результати щодо здоров'я у пізнішому віці», — сказала Ферретті.

Статтю "Формування мікробіома кишечника немовляти та резистому пов'язане зі штамами бактерій у материнському молоці" було опубліковано в режимі попереднього доступу в листопаді 2025 року в журналі Nature Communications. Співавторами є Памела Ферретті, Маттеа Аллерт, Келсі Е. Джонсон, Марко Россі, Тімоті Хейзел, Сара Гонія, Ден Найтс, Девід А. Філдс, Френк В. Альберт, Еллен В. Демерат, Шеріл А. Гейл та Ран Блехман.

Джерело: Медичний центр університету Чикаго