Ученые обнаружили удивительную связь между ранней биологической программой младенца, микробиомом кишечника и последующим развитием мозга. Результаты исследования, опубликованные в журнале Cell Press Blue, свидетельствуют о том, что эпигенетические изменения, присутствующие при рождении, могут влиять на развитие кишечных бактерий в младенческом возрасте. В ходе исследования также были выявлены связи между конкретными эпигенетическими паттернами, определенными микроорганизмами кишечника и признаками расстройств аутистического спектра (РАС) и синдрома дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) к трехлетнему возрасту.
“Определенные бактерии, по-видимому, обеспечивают защиту, что вызывает большой интерес, поскольку предполагает возможность поддержки развития ребенка с помощью диеты или пробиотиков в будущем”, — говорит старший автор и гастроэнтеролог Фрэнсис Ка Леунг Чан из Китайского университета Гонконга.
Первые несколько лет жизни являются критическим периодом как для развития мозга, так и для созревания иммунной системы. Предыдущие исследования показали, что эпигенетика и микробиом кишечника могут по отдельности влиять на здоровье в долгосрочной перспективе, однако ученые имели ограниченное представление о том, как эти две системы взаимодействуют в раннем детстве.
“Мы хотели понять, как эпигеном и микробиом взаимодействуют в раннем детстве и может ли их взаимодействие повлиять на риск развития у ребенка таких нарушений нервно-психического развития, как расстройства аутистического спектра и синдром дефицита внимания с гиперактивностьюа. Мы обнаружили, что происходит своего рода диалог: эпигенетические особенности ребенка при рождении могут влиять на риск нарушений развития нервной системы, но присутствие определенных "полезных" бактерий в его кишечнике может вмешаться и изменить риск”, — говорит соавтор статьи и исследователь в области общественного здравоохранения Хейн Мин Тун из Китайского университета Гонконг.
Для изучения этого вопроса исследовательская группа проанализировала паттерны метилирования ДНК — распространенную форму эпигенетической модификации — в пуповинной крови 571 младенца. Они сопоставили эти данные с образцами микробиома кишечника, взятыми у 969 младенцев в возрасте 2, 6 и 12 месяцев, а также с образцами микробиома родителей этих детей, взятыми в третьем триместре беременности.
Когда детям исполнилось 36 месяцев, исследователи оценили их нейроразвитие с помощью поведенческого опросника и искали связи между результатами развития, микробами кишечника и эпигенетическими паттернами.
Исследователи обнаружили, что с эпигенетическими паттернами при рождении связаны несколько факторов, в том числе способ родов, продолжительность беременности, наличие старших братьев и сестер, а также аллергия у матери. Интересно, что микробиом кишечника родителей, по-видимому, не оказывал влияния на эти эпигенетические изменения, связанные с рождением.
Развитие микробиома младенца было связано с другим набором факторов. Способ родов, прием антибиотиков, наличие старших братьев и сестер, а также грудное вскармливание — все эти факторы играли роль в формировании микробиоты, развивающейся в течение первого года жизни.
У детей, рожденных путем кесарева сечения, наблюдались характерные паттерны метилирования ДНК в нескольких генах, участвующих в иммунной функции и развитии мозга.
Исследование также показало, что эпигенетические паттерны, присутствующие при рождении, влияли на то, как развивался микробиом кишечника в младенческом возрасте. У младенцев с более высоким уровнем метилирования ДНК в определенных генах, связанных с иммунитетом, к 12-месячному возрасту, как правило, развивался менее разнообразный микробиом кишечника. Эти гены участвуют в процессе распознавания организмом патогенов и реагирования на них.
Результаты позволяют предположить, что биологические сигналы, присутствующие при рождении, могут влиять на развитие микробиоты кишечника в течение первого года жизни ребенка.
Изучив поведенческие показатели у детей в возрасте трех лет, исследователи обнаружили, что признаки РАС и СДВГ были связаны с определенными комбинациями эпигенетических маркеров и кишечных микроорганизмов.
Однако результаты также указали на потенциально защитную роль определенных бактерий. Дети, у которых были обнаружены эпигенетические паттерны, связанные с РАС, с меньшей вероятностью проявляли признаки этого расстройства, если в младенческом возрасте у них заселялась бактерия Lachnospira pectinoschiza. Аналогичным образом, дети с эпигенетическими паттернами, связанными с СДВГ, с меньшей вероятностью проявляли признаки этого расстройства, если в первый год жизни у них заселялась бактерия Parabacteroides distasonis.
“Основы здоровья мозга закладываются очень рано, еще до рождения. Однако мы не хотим, чтобы люди думали, что это означает, что путь развития ребенка зафиксирован при рождении. Это сложные состояния со множеством причин, и мы раскрыли лишь небольшую часть очень большой головоломки”.
Исследователи продолжают наблюдать за участвующими в исследовании детьми, чтобы лучше понять, как эпигенетические паттерны раннего детства и развитие микробиома влияют на здоровье в более позднем детстве. Они подчеркивают, что для подтверждения наблюдаемых взаимосвязей между кишечными бактериями и нервно-психическим развитием потребуются лабораторные исследования.
“Конечной целью является разработка безопасных и неинвазивных методов раннего вмешательства, таких как специальные пробиотики или живые биопрепараты, которые могли бы способствовать формированию здорового микробиома кишечника и, возможно, снизить риск возникновения нарушений нервно-психического развития”.
Китайский университет Гонконга. Пер.: PSYCHOL-OK.RU
