Influența schimbărilor epigenetice timpurii asupra dezvoltării microbiomului intestinal la sugari
Microbiomul intestinal și epigenetica, acele comutatoare moleculare care activează sau dezactivează genele, sunt interconectate și contribuie la neurodezvoltare, conform unui studiu publicat pe 10 aprilie în revista Cell Press Blue.
Cercetătorii au demonstrat că schimbările epigenetice prezente la naștere pot influența modul în care microbiomul intestinal al unui sugar se dezvoltă în primii săi ani de viață. De asemenea, au identificat schimbări epigenetice specifice și microbi asociați cu semnele de tulburare din spectrul autist (ASD) și cu tulburarea de deficit de atenție/hiperactivitate (ADHD) când copiii au ajuns la vârsta de trei ani.
„Anumiți microbi par să ofere protecție, ceea ce este interesant, deoarece sugerează că ar putea exista modalități de a susține dezvoltarea unui copil prin dietă sau probiotice în viitor”, afirmă senior author și gastroenterolog Francis Ka Leung Chan de la Universitatea Chineză din Hong Kong.
Primii ani de viață sunt esențiali pentru dezvoltarea creierului și maturarea sistemului imunitar. Deși studii anterioare au arătat că atât schimbările epigenetice timpurii, cât și dezvoltarea microbiomului intestinal pot avea un impact asupra sănătății pe termen lung, se știe puțin despre modul în care aceste două sisteme interacționează.
„Am dorit să vedem cum interacționează epigenomul și microbiomul în viața timpurie și dacă interacțiunea lor ar putea influența riscul unui copil de a dezvolta condiții neurodezvoltare precum ASD și ADHD”, declară co-senior author și cercetător în sănătate publică Hein Min Tun de la Universitatea Chineză din Hong Kong. „Am descoperit o formă de comunicare: setarea epigenetică a unui sugar la naștere poate influența riscul pentru tulburările neurodezvoltării, dar prezența anumitor bacterii „bune” în intestinul lor poate interveni și modifica riscul.”
Cercetătorii au caracterizat modelele de metilare a ADN-ului, o formă de schimbare epigenetică, din sângele de cordon ombilical al 571 de sugari. Aceștia au asociat aceste informații cu datele microbiomului intestinal colectate de la 969 de sugari la 2, 6 și 12 luni, precum și de la părinții lor în timpul trimestrului trei de sarcină. Când copiii au ajuns la 36 de luni, cercetătorii au folosit un chestionar comportamental pentru a evalua neurodezvoltarea lor și a investiga legăturile dintre microbiom, epigenom și semnele timpurii de ASD și ADHD.
Au constatat că epigenomul unui sugar la naștere era asociat cu modul de naștere, durata sarcinii, prezența fraților mai mari și alergiile materne, însă nu a fost afectat de microbiomul intestinal al părinților. Dezvoltarea microbiomului, pe de altă parte, era asociată cu modul de naștere, utilizarea antibioticelor, prezența fraților mai mari și alăptarea. Sugarii născuți prin cezariană au prezentat modele diferite de metilare a ADN-ului pentru mai multe gene implicate în răspunsurile imune și dezvoltarea creierului.
Echipa a arătat, de asemenea, că epigenomul unui sugar la naștere a influențat modul în care microbiomul acestuia s-a dezvoltat în primul an. În mod specific, sugarii au dezvoltat microbiomi intestinali mai puțin diversificați la 12 luni când au prezentat rate mai mari de metilare a ADN-ului în genele imune implicate în recunoașterea patogenilor.
Chestionarul comportamental a relevat că semnele ASD și ADHD la copiii de 3 ani erau asociate cu modele epigenetice specifice și cu prezența anumitor microbi intestinali. Cu toate acestea, alte specii microbiene păreau să atenueze aceste efecte: sugarii cu modele epigenetice asociate cu ASD sau ADHD erau mai puțin susceptibili de a prezenta semne ale acestor tulburări dacă au dobândit Lachnospira pectinoschiza și Parabacteroides distasonis, respectiv, în timpul primului an.
„Fundamentele sănătății creierului sunt stabilite foarte devreme, chiar înainte de naștere”, afirmă Tun. „Cu toate acestea, nu dorim ca oamenii să creadă că aceasta înseamnă că parcursul de dezvoltare al unui copil este fixat la naștere. Acestea sunt condiții complexe cu multe cauze, iar noi am descoperit doar o mică parte dintr-un puzzle mult mai mare.”
Cercetătorii continuă să monitorizeze copiii care au participat la studiu pentru a vedea cum acești factori din viața timpurie se leagă de sănătatea lor pe măsură ce cresc. Ei subliniază că experimentele de laborator sunt necesare pentru a confirma asociațiile dintre microbi și neurodezvoltare.
„Obiectivul final este de a dezvolta intervenții timpurii sigure și non-intruzive, cum ar fi probioticele specifice sau bioterapicele vii, care ar putea ajuta la cultivarea unui microbiom intestinal sănătos și, potențial, să reducă riscul provocărilor neurodezvoltării”, afirmă primul autor și gastroenterolog Siew Chien Ng de la Universitatea Chineză din Hong Kong.
