Легкие и плаценты плода в утробе матери – всего через 11 недель после зачатия – уже имеют бактериальную микробиомную сигнатуру, что говорит о том, что бактерии могут колонизировать легкие задолго до рождения. Это первое открытие углубляет загадку того, как микробы или микробные продукты достигают этих органов до рождения и какую роль они играют в нормальном развитии легких и иммунной системы.
Команда, возглавляемая исследователем из Университета Алабамы в Бирмингеме, Чарифарт Вивек Лал, доктор медицинских наук, обнаружила, что сигнатура ДНК микробиома плода человека присутствует в легких уже в первом триместре. Этот микробиом легких плода показал изменения в разнообразии во время развития плода , что свидетельствует о созревании микробиома с увеличением гестационного возраста. Наконец, плацентарный микробиом также присутствовал в ткани плода человека, и эта сигнатура микробиома показала некоторое таксономическое совпадение с соответствующим микробиомом легких плода человека.
«Мы предполагаем, что передача микробной ДНК материнского плода – и, возможно, других микробных продуктов и целых живых или мертвых бактерий – является реальной возможностью», – сказал Лал, доцент кафедры неонатологии UAB Pediatrics. «Это может служить для« развития »развивающейся врожденной иммунной системы плода и помогает в установлении нормальных взаимоотношений между хозяином и комменсалом».
Дениз Аль Алам, доктор философии, исследователь в Сабанском научно-исследовательском институте детской больницы Лос-Анджелеса и доцент кафедры педиатрии в Университете Южной Калифорнии, является первым автором, который возглавил концепцию исследования, которое опубликовано в американском Журнал респираторной и реанимационной медицины .
Детали исследования
Исследователи, включая Лала и его коллег, ранее видели, что легкие младенцев, отобранные сразу после рождения, заселяются бактериями. Кроме того, похожие профили микробиома обнаруживаются после кесарева или вагинального родоразрешения, что позволяет предположить, что микробы каким-то образом способны достичь легких до рождения.
В новом исследовании были отобраны 31 образец ткани легких, плаценты и кишечника у плодов в период между 11 и 20 неделями беременности. Дублирующие независимые тесты, проведенные в лабораториях Медицинской школы им. Ли Конга Чиана, Технологического университета Наньян, Сингапур, и в UAB, обнаружили бактериальную ДНК во всех образцах. В двух лабораториях использовались разные наборы для экстракции ДНК и разные конвейеры для анализа микробиомов.
Бактериальная ДНК была обнаружена путем целенаправленного анализа бактериального гена на рибосомальную РНК 16S, который является стандартным методом для различения различных микробных таксонов. Первоначальный анализ 16S в Сингапуре показал 48 уникальных таксонов в образцах легких, 11 уникальных таксонов в образцах плаценты и 24 общих таксона.
Анализ 16S тех же образцов в UAB показал две отдельные группы микробиома легких плода человека, основанные на возрасте плода – одна группа при сроке беременности от 11 до 15 недель, а другая – при сроке беременности от 16 до 20 недель. Кроме того, две гестационные возрастные группы показали значительное изменение разнообразия микробиомов со временем.
«В целом, в обеих лабораториях, – сказал Лал, – анализ распределения и разнообразия бактериальных таксонов показал некоторое совпадение микробиомных признаков легких плода и соответствующих плацент».