Бактерии грудного молока помогают формировать микробиом кишечника младенца

В большинстве разговоров о грудном молоке основное внимание уделяется таким темам, как питательные вещества, антитела и время, проведенное с ребенком, а не бактериям. Но оказывается, что в грудном молоке содержится собственное крошечное сообщество микробов, и эти «пассажиры» могут помочь сформировать развивающийся микробиом кишечника ребенка, что, в свою очередь, может повлиять на усвоение питательных веществ, регуляцию метаболизма, развитие иммунной системы и многое другое.

Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, представляет собой одно из наиболее подробных на сегодняшний день описаний того, как различные комбинации бактерий в грудном молоке влияют на формирование микробиома кишечника младенцев.

Составление карты микробиома молока

Микробиом грудного молока, как известно, сложно анализировать, поскольку высокое содержание жира в молоке и относительно низкая бактериальная нагрузка усложняют процесс извлечения геномного материала.

«Грудное молоко рекомендуется в качестве единственного источника питания для младенца в первые месяцы жизни, однако важные вопросы о микробиоме молока оставались без ответа, поскольку аналитические задачи были весьма сложными. Мы решили взяться за это дело, поскольку наше сотрудничество предоставило уникальную возможность объединить ключевые ресурсы» - Памела Ферретти, доктор философии, первый автор, научный сотрудник лаборатории Блехмана в Чикагском университете.

Эти ресурсы включали сотни образцов молока, собранных в рамках исследования «Матери и младенцы: связь для здорового роста» (MILk), которое возглавляли Эллен Демерат, доктор философии, из Университета Миннесоты, и Дэвид Филдс, доктор философии, из Медицинского центра Университета Оклахомы. Со стороны Чикагского университета Ферретти и ее коллеги имели доступ к метагеномным инструментам и обширному опыту работы с данными о микробиоме, включая высокоспециализированную экспертизу Ферретти в области микробиома младенцев и анализа передачи инфекции. В своих предыдущих исследованиях она изучала, как различные участки тела матери — такие как рот, кожа и влагалищная полость — влияют на микробиом младенца.

Проанализировав 507 образцов грудного молока и стула младенцев от 195 пар мать-ребенок, команда обнаружила, что грудное молоко содержало отчетливую смесь бактериальных видов, в которой преобладали бифидобактерии, включая Bifidobacterium longum , B. breve и B. bifidum . Более половины образцов молока содержали B. longum , вид, в большом количестве присутствующий в микробиоме кишечника более чем 98% младенцев.

«Хотя хорошо известно, что Borrelia longum широко распространена в кишечнике младенцев, было неожиданно обнаружить столь сильное присутствие этого вида в образцах грудного молока, поскольку в предыдущих исследованиях молока в основном сообщалось о других бактериальных таксонах, таких как стафилококки и стрептококки », — сказала Ферретти. «Мы считаем, что эти результаты побудят к переоценке ситуации в этой области».

Отслеживание микробов от молока до кишечника младенца

В большинстве предыдущих исследований, анализировавших бактериальную ДНК в грудном молоке, использовался относительно недорогой и быстрый метод, называемый ампликонным секвенированием, который нацелен на ограниченное число заранее определенных геномных регионов для каждого эксперимента. Этот метод хорошо подходит для эффективной идентификации видов в смешанном образце, но при этом большая часть бактериального генома остается неисследованной.

«Метагеномный анализ — более сложная и трудоемкая процедура, но она действительно окупилась, поскольку позволила нам получить информацию на уровне различных штаммов бактерий, что очень важно, поскольку только на этом уровне мы можем утверждать, что знаем о передаче инфекции», — сказал Ферретти.

В статье сообщается о 12 случаях, когда один и тот же штамм был обнаружен в грудном молоке матери и в кишечнике ее младенца, что является очень убедительным доказательством того, что передача происходит вертикально через грудное вскармливание.

Некоторые из этих общих штаммов представляли собой полезные комменсальные виды, такие как B. longum и B. bifidum , которые помогают переваривать сахара грудного молока и поддерживают здоровое развитие кишечника. Другие же были патобионтами — микробами, такими как E. coli и Klebsiella pneumoniae , которые могут безвредно жить в организме здоровых людей, но при определенных условиях потенциально могут вызывать инфекцию. Авторы отмечают, что все матери и младенцы в исследовании были здоровы, что указывает на то, что присутствие этих видов в молоке само по себе не свидетельствует о заболевании, а скорее отражает микробное разнообразие, которое может передаваться во время грудного вскармливания.

Интересно, что команда исследователей также обнаружила в образцах молока специфические штаммы бактерий, обычно ассоциирующиеся с полостью рта, такие как Streptococcus salivarius и виды Veillonella . Они поняли, что это может быть потенциальным свидетельством «ретроградного потока» во время грудного вскармливания: по мере кормления ребенка крошечные количества бактерий из полости рта могут попадать обратно в сосок и протоки и становиться частью микробиома молока.

Расширение исследований грудного молока

Ферретти отметил, что исследование не только проливает свет на передачу микроорганизмов, но и заполняет существенный пробел в имеющихся данных для ученых, изучающих здоровье в раннем детстве.

«Это исследование почти вдвое увеличило количество общедоступных метагеномных образцов грудного молока и сопоставило их с обширной информацией о здоровье и образе жизни матерей», — сказала Ферретти. «Мы надеемся, что наши результаты и будущие анализы с использованием этого набора данных действительно продвинут эту область вперед».

В последующих исследованиях ученые надеются вывести свой анализ на новый уровень, используя мультиомический подход, включая анализ метаболитов, таких как олигосахариды грудного молока (HMO), и изучение «экспозома» факторов окружающей среды, таких как ПФАС и антимикробная резистентность, которые могут передаваться через молоко.

«В конечном итоге, нас интересует изучение более длительных траекторий здоровья, чтобы выяснить, могут ли факторы, связанные с грудным молоком и ранним детством, предсказывать результаты в отношении здоровья в более позднем возрасте», — сказала Ферретти.

Статья "Формирование микробиома кишечника младенца и резистома связано со штаммами бактерий в материнском молоке" была опубликована в режиме предварительного доступа в ноябре 2025 года в журнале Nature Communications. Соавторами являются Памела Ферретти, Маттеа Аллерт, Келси Э. Джонсон, Марко Росси, Тимоти Хейзел, Сара Гония, Дэн Найтс, Дэвид А. Филдс, Фрэнк В. Альберт, Эллен В. Демерат, Шерил А. Гейл и Ран Блехман.

Источник: Медицинский центр Чикагского университета