Zarnu trakta mikrobiotu ietekmējoši faktori un saistība ar veselības stāvokli zīdaiīem un mazuļiem: prospektīva fēžu mikrobiotas sastāva metagenomiska analīze bērniem līdz 36 mēnešu vecumam

Pētījumā esam mēģinājuši noskaidrot zarnu mikrobiotas lomu bērna veselības uzturēšanā.

Līdz šim pētījuma ietvaros esam savākuši un analizējuši vairāk nekā simts Latvijas zīdaiņu (vecumā līdz sešiem mēnešiem) fēču paraugus, kā arī savākuši 85 zīdaiņu paraugus septiņu līdz divpadsmit mēnešu vecumā. Sākotnējā fēču mikrobiotas analīze atklāja samērā tipisku zarnu kolonizācijas modeli Latvijas zīdaiņiem pēc dzimšanas. Lai gan Bifidobacterium ir dominējošā zīdaiņu zarnu mikrobiotas ģints, var noteikt dažādus mikrobu kolonizācijas modeļus dažādiem dalībniekiem. Turklāt tipiskās izmaiņas pēc papildēdiena ieviešanas bija saistītas ar celmu daudzveidības palielināšanos un dažu taksonu pieaugumu, piemēram, Blautia. Interesanti, ka Blautia bija viena no taksonomiskajām vienībām, kas uzrādīja saistību arī ar alerģijas esamību.

Analizējot sākotnējos paraugus, mēs esam parādījuši, ka bez tādiem jau zināmiem zarnu mikrobiotu ietekmējošiem faktoriem kā dzemdību veids un barošana pirmajā dzīves pusgadā, arī gestācijas vecums un brāļu/māsu skaits ģimenē var būt saistīts ar mikrobiotas sastāva izmaiņām, kuras būt nepieciešams pētīt turpmāk. Turklāt metagenomiskā analīze atklāja, ka mātes saņemtā antibiotiku terapija (gan grūtniecības, gan dzemdību laikā) var būt saistīta ar specifisku vīrusu komponentu daudzumu, kas, savukārt, var ietekmēt zarnu mikrobiotas baktēriju sastāvu. Visbeidzot, provizoriskā mikrobiotas izmaiņu analīze pēc īslaicīgas antibakteriālas ārstēšanas liecina par diezgan ātru sākotnējās mikrobiotas atjaunošanos veseliem indivīdiem.

Izveidotā fēču paraugu kolekcija kalpos par pamatu prospektīvai zarnu mikrobiotas izmaiņu analīzei zīdaiņiem, tāpēc esam pateicīgi visiem bērniem un viņu vecākiem, kuri piedalījās pētījumā.

Līdz šim publiskotie pētījuma rezultāti:

• Egija Zelča et al. Dominating taxonomic composition of the early life gut microbiota and influencing factors in infants up to seven months of age in Latvia, Proceedings of the Latvian Academy of Sciences. Section B. Natural, Exact, and Applied Sciences, https://sciendo.com/article/10.2478/prolas-2022-0101
• Egija Zelča et al. Developmental dynamics of infant faecal microbiota: Blautia as a candidate for healthy gut microbiota, Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition: 55th Annual Meeting of the European Society for Paediatric Gastroenterology, Hepatology and Nutrition (ESPGHAN), https://journals.lww.com/jpgn/Citation/2023/06001/ESPGHAN_55th_Annual_Meeting_Abstracts.1.aspx
• Egija Zelča et al. The dominating taxonomic composition and influencing factors of the gut microbiota and abundance of "Ruminococcus gnavus" in infants, Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition: 54th Annual Meeting of the European Society for Paediatric Gastroenterology, Hepatology and Nutrition (ESPGHAN), https://journals.lww.com/jpgn/Citation/2022/06002/ESPGHAN_54th_Annual_Meeting_Abstracts.1.aspx
• Margarita Zaharova et al. Changes in gut microbiota after antibacterial therapy among children: preliminary data, Microbiota in Health and Disease, Vol. 4, N 3: 35th International Workshop on Helicobacter and Microbiota in Inflammation and Cancer (EHMSG), Accepted Abstracts (2022), https://www.microbiotajournal.com/article/735
• Egija Zelča et al. The composition of infant faecal microbiota and association with allergy and introduction of complementary food, Medicina (Kaunas), Abstracts of the International Scientific Conference on Medicine organized within the frame of the 81st International Scientific Conference of the University of Latvia (2023), https://medicina.lsmuni.lt/abstracts-of-the-international-scientific-conference-on-medicine-organized-within-the-frame-of-the-81st-international-scientific-conference-of-the-university-of-latvia/
• Egija Zelča et al. Dynamic Diversity of Gut Microbiota During Infancy: A Pilot Study of Analysis on Infant Microbiota During the First Year of Life, Medicina (Kaunas), Abstracts of the 80th International Scientific Conference of the University of Latvia, Riga, Latvia (2022), https://medicina.lsmuni.lt/abstracts-of-the-international-scientific-conference-on-medicine-organized-within-the-frame-of-the-80th-international-scientific-conference-of-the-university-of-latvia/

Cita informācija par pētījuma rezultātiem:

• Raksts žurnālā “Doctus” – Zīdainis ar alerģiju uz govs piena olbaltumvielām (https://www.doctus.lv/raksts/medicina-un-farmacija/kliniska-prakse/zidainis-ar-alergiju-uz-govs-piena-olbaltumvielam-5565/ )

Projektā par zarnu mibrobiotu bērniem esam mēģinājuši noskaidrot zarnu baktēriju sastāva izmaiņas dzīves pirmajos gados, kā arī izpētīt mikrobiotas lomu bērna veselības uzturēšanā.

Pētījuma ietvaros mēs analizējām bērnu fekāliju paraugus trīs laika punktos (0–6, 6–12 un 12–36 mēnešu vecumā). Tā parādīja, ka pētījumā iekļautajiem bērniem pirmajā dzīves pusgadā zarnu traktā dominē bifidobaktērijas, kas raksturīgas veselīgai mikrobiotai zīdaiņa vecumā. Savkārt pēc papildēdiena ieviešanas pārsvaru guva baktēriju dzimtas (Bacteroidetes, Lachnospiracae, Ruminococacae), kas spēj noārdīt nesagremotās pārtikas daļiņas, kā rezultātā pirmā dzīves gada otrajā pusē palielinās zarnu mikrobiotas daudzveidība. Mikrobioma funkcionālo nobriešanu raksturoja palielināta taksonomiskā daudzveidība pēc 12 mēnešu vecuma, kas norāda uz stabilas mikroorganismu kopienas veidošanos šajā vecumā. 

Papildus tādiem labi zināmiem mikrobiotu ietekmējošiem faktoriem kā dzemdību veids un saņemtais uzturs (mātes piens vai  mākslīgais piena maisījums), zarnu mikrobiotu var ietekmēt arī gestācijas vecums, dzīvesvieta, kā arī brāļu un māsu skaits mājsaimniecībā. Mūsu iegūtie rezultāti arī liecina, ka mātes saņemtā antibakteriālā terapija (grūtniecības un dzemdību laikā), kā arī antibiotiku lietošana dzīves pirmajā mēnesī var ilgtermiņā ietekmēt zarnu mikrobiomu funkcionālā līmenī.

Savukārt pēc īslaicīgas antibakteriālas terpijas novērojām tādu labvēlīgu zarnu trakta baktēriju kā Bifidobacterium ģints un Bacteroidaceae dzimtas relatīvā daudzuma samazināšanos nedēļu pēc terapijas, tomēr pēc mēneša varēja novērot to daudzuma atjaunošananās tendenci. Tomēr dažu ar disbiozi saistītu baktēriju relatīvā daudzuma pieaugums mēnesi pēc terapijas varētu liecināt par noturīgām mikrobiotas izmaiņās pēc antibakteriālas terpaijas, kas varētu būt saistītas ar negatīviem veselības efektiem ilgtermiņā.

Zarnu baktērijas ir saistītas arī ar tā saukto zarnu trakta – smadzeņu ass darbību. Mēs identificējām atšķirības zarnu mikrobiotā bērniem ar zarnu trakta smadzeņu ass darbības traucējumiem, piemēram, zīdaiņiem, kuriem bija biežāk kolikas, konstatējām zemāku Bacteroides sugu relatīvo daudzumu. 

Lai saprotami izstāstītu par zarnu mikrobiotas lomu veselības uzturēšanā, kā arī par mūsu uztura ietekmi uz zarnu baktēriju sastāvu un veselīgu zarnu trakta veidošanos, esam sagatavojuši vairākus materiālus, kas apskatāmi arī šajā mājaslapā. Savukārt izveidotā fekāliju paraugu kolekcija kalpos par pamatu prospektīvai zarnu mikrobiotas izmaiņu analīzei bērnībā, tādēļ pateicamies visiem bērniem un vecākiem, kuri piedalījās pētījumā.

2024. gada Zinātnes nakts materiāli:

• Zarnu trakta baktērijas un veselība
• Mikropasaule
• Vēdersāpes 

Līdz šim pētījuma ietvaros esam savākuši un analizējuši vairāk nekā simts Latvijas zīdaiņu (vecumā līdz sešiem mēnešiem) fēču paraugus, kā arī savākuši 85 zīdaiņu paraugus septiņu līdz divpadsmit mēnešu vecumā. Sākotnējā fēču mikrobiotas analīze atklāja samērā tipisku zarnu kolonizācijas modeli Latvijas zīdaiņiem pēc dzimšanas. Lai gan Bifidobacterium ir dominējošā zīdaiņu zarnu mikrobiotas ģints, var noteikt dažādus mikrobu kolonizācijas modeļus dažādiem dalībniekiem. Turklāt tipiskās izmaiņas pēc papildēdiena ieviešanas bija saistītas ar celmu daudzveidības palielināšanos un dažu taksonu pieaugumu, piemēram, Blautia. Interesanti, ka Blautia bija viena no taksonomiskajām vienībām, kas uzrādīja saistību arī ar alerģijas esamību.

Analizējot sākotnējos paraugus, mēs esam parādījuši, ka bez tādiem jau zināmiem zarnu mikrobiotu ietekmējošiem faktoriem kā dzemdību veids un barošana pirmajā dzīves pusgadā, arī gestācijas vecums un brāļu/māsu skaits ģimenē var būt saistīts ar mikrobiotas sastāva izmaiņām, kuras būt nepieciešams pētīt turpmāk. Turklāt metagenomiskā analīze atklāja, ka mātes saņemtā antibiotiku terapija (gan grūtniecības, gan dzemdību laikā) var būt saistīta ar specifisku vīrusu komponentu daudzumu, kas, savukārt, var ietekmēt zarnu mikrobiotas baktēriju sastāvu. Visbeidzot, provizoriskā mikrobiotas izmaiņu analīze pēc īslaicīgas antibakteriālas ārstēšanas liecina par diezgan ātru sākotnējās mikrobiotas atjaunošanos veseliem indivīdiem.

Izveidotā fēču paraugu kolekcija kalpos par pamatu prospektīvai zarnu mikrobiotas izmaiņu analīzei zīdaiņiem, tāpēc esam pateicīgi visiem bērniem un viņu vecākiem, kuri piedalījās pētījumā.

Līdz šim publiskotie pētījuma rezultāti:

• Egija Zelča et al. Dominating taxonomic composition of the early life gut microbiota and influencing factors in infants up to seven months of age in Latvia, Proceedings of the Latvian Academy of Sciences. Section B. Natural, Exact, and Applied Sciences, https://sciendo.com/article/10.2478/prolas-2022-0101
• Egija Zelča et al. Developmental dynamics of infant faecal microbiota: Blautia as a candidate for healthy gut microbiota, Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition: 55th Annual Meeting of the European Society for Paediatric Gastroenterology, Hepatology and Nutrition (ESPGHAN), https://journals.lww.com/jpgn/Citation/2023/06001/ESPGHAN_55th_Annual_Meeting_Abstracts.1.aspx
• Egija Zelča et al. The dominating taxonomic composition and influencing factors of the gut microbiota and abundance of "Ruminococcus gnavus" in infants, Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition: 54th Annual Meeting of the European Society for Paediatric Gastroenterology, Hepatology and Nutrition (ESPGHAN), https://journals.lww.com/jpgn/Citation/2022/06002/ESPGHAN_54th_Annual_Meeting_Abstracts.1.aspx
• Margarita Zaharova et al. Changes in gut microbiota after antibacterial therapy among children: preliminary data, Microbiota in Health and Disease, Vol. 4, N 3: 35th International Workshop on Helicobacter and Microbiota in Inflammation and Cancer (EHMSG), Accepted Abstracts (2022), https://www.microbiotajournal.com/article/735
• Egija Zelča et al. The composition of infant faecal microbiota and association with allergy and introduction of complementary food, Medicina (Kaunas), Abstracts of the International Scientific Conference on Medicine organized within the frame of the 81st International Scientific Conference of the University of Latvia (2023), https://medicina.lsmuni.lt/abstracts-of-the-international-scientific-conference-on-medicine-organized-within-the-frame-of-the-81st-international-scientific-conference-of-the-university-of-latvia/
• Egija Zelča et al. Dynamic Diversity of Gut Microbiota During Infancy: A Pilot Study of Analysis on Infant Microbiota During the First Year of Life, Medicina (Kaunas), Abstracts of the 80th International Scientific Conference of the University of Latvia, Riga, Latvia (2022), https://medicina.lsmuni.lt/abstracts-of-the-international-scientific-conference-on-medicine-organized-within-the-frame-of-the-80th-international-scientific-conference-of-the-university-of-latvia/

Cita informācija par pētījuma rezultātiem:

• Raksts žurnālā “Doctus” – Zīdainis ar alerģiju uz govs piena olbaltumvielām (https://www.doctus.lv/raksts/medicina-un-farmacija/kliniska-prakse/zidainis-ar-alergiju-uz-govs-piena-olbaltumvielam-5565/ )