Penggunaan antibiotik awal mengganggu perkembangan imun pada bayi

Satu kajian baru oleh penyelidik di Pusat Perubatan Universiti Rochester (URMC) telah mendapati bahawa pendedahan awal kepada antibiotik boleh menjejaskan perkembangan sistem imun bayi, dan metabolit semula jadi mungkin menjadi kunci untuk membalikkan kerosakan.

Satu kajian yang diterbitkan dalam Cell mendapati bahawa pendedahan kepada antibiotik semasa mengandung dan bayi boleh melemahkan keupayaan sistem imun secara kekal untuk melawan jangkitan pernafasan seperti selesema. Menganalisis kedua-dua model tetikus dan tisu paru-paru daripada bayi manusia, para penyelidik mendapati bahawa penggunaan antibiotik awal mengganggu keupayaan mikrobiom usus untuk menghasilkan inosin, molekul yang berfungsi sebagai isyarat penting untuk membangunkan sel imun.

Walau bagaimanapun, dengan menambah inosin kepada tikus, saintis dapat membetulkan masalah sistem imun yang disebabkan oleh antibiotik, membuka pintu kepada strategi terapeutik yang berpotensi untuk meningkatkan daya ingatan imun pada bayi yang terdedah.

"Fikirkan inosine sebagai utusan molekul. Ia bergerak dari usus untuk membangunkan sel imun, 'mengajar' mereka cara matang dengan betul dan bersedia untuk jangkitan masa depan," jelas Hitesh Deshmukh, MD, PhD, pengarang kanan kajian dan ketua neonatologi di Hospital Kanak-kanak Golisano (GCH) di UR Medicine.

Projek itu adalah sebahagian daripada inisiatif jangka panjang yang dibiayai NIH R35 untuk mengkaji bagaimana pendedahan awal kehidupan membentuk risiko sepanjang hayat untuk penyakit termasuk asma dan penyakit paru-paru kronik.

"Kami tahu bahawa antibiotik boleh menyelamatkan nyawa bayi, tetapi ia juga mengganggu mikrobiom semasa tempoh kritikal pembangunan sistem imun," kata Deshmukh. "Kajian kami menunjukkan satu cara gangguan ini menjejaskan imuniti paru-paru dan, yang lebih penting, cara yang mungkin untuk membetulkannya."

Gangguan ini menjejaskan pembentukan sel T memori pemastautin tisu, populasi khusus sel imun yang hidup di dalam paru-paru dan memberikan perlindungan jangka panjang terhadap jangkitan virus. Tanpa sel-sel ini, bayi mungkin kekal terdedah kepada penyakit pernafasan yang teruk sehingga dewasa.

"Kami mendapati bahawa mikrobiom usus bertindak sebagai guru untuk sistem imun yang sedang berkembang," jelas Deshmukh. "Apabila antibiotik mengganggu proses pendidikan semula jadi ini, ia seperti mengeluarkan bab penting daripada buku teks: sistem imun tidak pernah belajar pelajaran penting tentang memerangi jangkitan pernafasan."

Penemuan utama kajian:

Kajian itu membandingkan tikus bayi yang terdedah kepada antibiotik biasa (ampicillin, gentamicin, dan vancomycin—ubat yang sama sering digunakan pada wanita hamil dan bayi baru lahir) dengan tikus yang mikrobiom semulajadinya kekal utuh.

Pada tikus yang terdedah kepada antibiotik:

• Populasi sel T CD8+ pelindung dalam paru-paru telah berkurangan dengan ketara.

• Terdapat kemerosotan dalam keupayaan untuk membentuk sel memori pemastautin tisu, sel imun khusus yang hidup di dalam paru-paru dan memberikan perlindungan pantas terhadap jangkitan semula.

• Kekurangan imun berterusan sehingga dewasa, menunjukkan perubahan berterusan dalam pembangunan sistem imun.

Menggunakan sampel tisu paru-paru dari BRINDL Biobank yang dibiayai oleh NIH, pasukan itu mengesahkan bahawa kekurangan imun yang serupa terdapat pada bayi manusia yang terdedah kepada antibiotik. Bukan sahaja bayi ini mempunyai sel memori yang lebih sedikit, tetapi mereka juga menunjukkan corak ekspresi gen yang serupa dengan orang dewasa yang lebih tua, yang juga dikaitkan dengan peningkatan risiko jangkitan pernafasan.

Paling penting, menambahkan inosine kepada tikus yang terdedah kepada antibiotik dengan ketara memulihkan keupayaan mereka untuk membangunkan sel memori berfungsi dan melancarkan tindak balas imun yang berkesan, membuka prospek yang menjanjikan untuk terapi masa depan.

"Ini menunjukkan bahawa kita boleh melindungi bayi berisiko dengan suplemen yang disasarkan," kata Deshmukh. "Walaupun lebih banyak penyelidikan diperlukan sebelum pendekatan ini boleh digunakan secara klinikal, kami kini mempunyai laluan ke hadapan."

Penemuan kajian itu boleh mempengaruhi penyelidikan masa depan untuk membangunkan campur tangan - termasuk makanan tambahan, terapi metabolit, atau strategi sokongan mikrobiom - untuk membantu bayi baru lahir membangunkan ingatan imun yang lebih kuat tanpa perlu bergantung semata-mata pada antibiotik atau probiotik berisiko.

Deshmukh menyatakan bahawa ahli neonatologi GCH Gloria Preihuber, MD, memainkan peranan penting dalam kajian itu. Biobank BRINDL beliau bagi sampel paru-paru bayi yang disokong NIH yang dikumpul dalam tempoh 15 tahun membolehkan pasukan menguji penemuan mereka dalam sel manusia.

"Kertas kerja ini tidak mungkin dilakukan tanpa kemurahan hati dan kepakaran Dr. Prayhuber," kata Deshmukh. "Keupayaan untuk membandingkan hasil tetikus dengan sel manusia adalah sangat kritikal. Itulah salah satu sebab utama saya datang ke Rochester (dari Cincinnati Children's) - untuk bekerjasama dengannya."