Projekti / Programi
Vloga humanega mleka v razvoju črevesne mikrobiote dojenčka
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 4.02.00 |
Biotehnika |
Živalska produkcija in predelava |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| B420 |
Biomedicinske vede |
Prehrana |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 4.02 |
Kmetijske vede in veterina |
Znanost o živalih in mlekarstvu |
humano mleko, prehrana, dojenček, mikrobiota, maščobne kisline, črevesna mikrobiota, bifidobakterije, laktobacili, probiotiki
Raziskovalci (15)
Organizacije (2)
Povzetek
Idealna hrana za otroke je materino mleko, kompleksna mešanica hranil in bioaktivnih snovi, ki nudi otroku hrano in zaščito. Razen tega je znano, da je materino mleko stalni vir komensalnih in/ali probiotičnih bakterij za otrokovo črevo, kjer igrajo ključno vlogo pri vzpostavljanju in razvoju črevesne mikrobiote. Naselitev črevesja z bakterijami je potrebna za zorenje črevesnega limfnega tkiva (GALT) in za vzpostavljanje homeostaze v črevesnem epiteliju. Naseljevanje se začne takoj po rojstvu, kasneje pa na sestavo črevesne mikrobiote najbolj vpliva način prehranjevanja. Mikrobiota dojenih otrok se razlikuje od mikrobiote zalivančkov tako po zastopanosti posameznih bakterijskih skupin kakor tudi po vrstni sestavi. Rezultati nekaterih raziskav kažejo ne to, da dolgoverižne, večkrat nenasičene maščobne kisline (LCPUFAs) vzpodbujajo vezavo probiotikov na površino sluznice in skupaj s probiotičnimi bakterijami prispevajo k regulaciji prirojenega in pridobljenega imunskega odziva ter predstavljajo povezavo med črevesno steno, materino prehrano in mikrobi. Pokazalo se je, da lahko uživanje probiotikov s strani matere prispeva k specifičnim spremembam v začetni naselitvi in vrstni sestavi bifidobakterij pri novorojencu. Še vedno je na voljo presenetljivo malo podatkov o mikrobioti humanega mleka zdravih žensk, kakor tudi o potencialnih probiotičnih bakterijah in o mehanizmih, ki omogočajo bakterijam naselitev v materinem mleku. V predlagani raziskavi nameravamo zato ugotoviti, katere so prevladujoče bakterije v mleku zdravih mater ter ali so prisotni bakteriocinogeni sevi, ki lahko vplivajo na sestavo mikrobiote mleka in črevesa novorojenca. Možnost in mehanizme morebitnega endogenega prenosa probiotičnega seva Lactobacillus gasseri K7, iz materinega črevesa do mlečnih žlez bomo proučevali in vitro na sistemu za ko-kultivacijo tkivnih kultur. Prenos probiotikov, zaužitih med nosečnostjo, v materino mleko in v otrokova prebavila, ter posledično njihov morebitni vpliv na otrokovo mikrobioto bomo proučevali tudi v pilotni, randomizirani, s placebom kontrolirani dvojno slepi študiji. Glavni namen predlagane raziskave je ugotoviti povezavo med prehrano matere, sestavo LCPUFA ter mikrobioto mleka in njihov potencialni vpliv na razvoj otrokove mikrobiote. V raziskavo bodo vključene nosečnice iz treh različnih regij v Sloveniji. Vnos hranil bomo ugotavljali med nosečnostjo, na začetku tretjega trimesečja, ter med laktacijo, v četrtem tednu po porodu, s 7-dnevnim tehtanim prehranskim protokolom (7DP). Vzorce humanega mleka in blata otroka bomo vzeli dvakrat: drugi oziroma tretji dan po porodu (kolostrum, mekonij) in 4 tedne po porodu (zrelo mleko, blato), ter ugotavljali vsebnost LCPUFA v mleku ter sestavo mikrobiote v kolostrumu, zrelem mleku, mekoniju in blatu. Maščobno-kislinsko sestavo mleka bomo analizirali s kapilarno plinsko-tekočinsko kromatografijo (GC). Mikrobioto mleka in blata bomo preiskovali s konvencionalnimi mikrobiološkimi in modernimi molekularnimi metodami, kot so kvalitativni in kvantitativni PCR – pomnoževanje informativnih genomskih regij, DGGE/TGGE in/ali t-RFLP in sekveniranje. Za uspešno vključevanje prostovoljk, ki bodo sodelovale v klinični raziskavi, bomo uvedli inovativen pristop, ki bo vključeval uvodno srečanje, na katerem bomo predstavili potek raziskave, podali praktična navodila in prikazali pisanje 7-dnevnega tehtanega prehranskega dnevnika. Izvedli bomo redna mesečna srečanja z raziskovalci, ki bodo namenjena pogovoru in svetovanju. Spremljali bomo osnovno zdravstveno stanje dojenčkov. Podatke bomo zbirali iz zdravstvenih kartotek v porodnišnicah, ob rednih obiskih pri pediatru in iz za študijo izdelanih zdravstvenih kartončkov, ki jih bodo matere izpolnjevale do otrokovega 1. leta starosti.
Pomen za razvoj znanosti
Raziskave humanega mleka, kolostruma, mekonija in blata dojenčkov z najsodobnejšimi metodami so prinesle pomembna nova spoznanja o pestrosti mikrobnih združb, ki naseljujejo ta okolja, in bodo koristna pri bodočih raziskavah, katerih cilj je pojasniti potek naseljevanja mikrobiote v zgodnjem življenjskem obdobju ter dolgoročno vlogo mikrobiote pri vzdrževanju zdravja. Pomembna znanstvena vrednost rezultatov te raziskave v mednarodnem merilu je tudi zaradi relativno velikega števila vključenih prostovoljk in njihovih otrok, v primerjavi z večino drugih sorodnih raziskav. V literaturi tudi ni zaslediti tako kompleksne raziskave, ki bi pri istih osebkih spremljali toliko parametrov; od dolgoročnih prehranskih navadah in prehrane v času nosečnosti in dojenja (vprašalniki, 4-dnevni tehtani prehranski dnevnik), prehranskem statusu mater (maščobnokislinska sestava krvnega seruma in mleka mater, vitamin D v krvnem serumu, in v mleku…), mikrobiote bioloških vzorcev – kolostruma, mleka, mekonija, blata (količina in razmerja izbranih skupin bakterij), do zdravstvenega stanja mater in otrok ter podatkov številnih morfometričnih meritev (indeks telesne mase, telesna maščoba, telesna dolžina, kožne gube, gostota kosti). Od kompleksne obdelave vseh podatkov, ki zaradi obilice podatkov še poteka pričakujemo, da bomo lahko pojasnili pomembne povezave med prehrano, maščobnokislinsko in mikrobno sestavo mleka, mikrobioto otrok in zdravstvenim stanjem otrok, ki so ga prav tako temeljito spremljali pediatri. Študij mikrobiote ter mehanizmov morebitnega prenosa bakterij iz črevesja v mlečne žleze (in vitro in na modelu brejih miši) so zahtevali vpeljavo ali modificiranje številnih molekularno bioloških, genetskih, genomskih in imunoloških metod, med katerimi so PCR v realnem času za različne skupine bakterij; trodimenzionalni model črevesnega epitelija, ki vsebuje dendritične celice, pridobljene iz monocitov humane periferne krvi, humane črevesne epitelne celice in probiotične bakterije. To predstavlja dobro izhodišče za nadaljnje delo naše skupine na podobni tematiki, kakor tudi raziskovalcem na globalni ravni. Pozornost na mednarodni ravni pa si zaslužijo tudi rezultati proučevanja mehanizmov prenosa laktobacilov (Lb. gasseri K7, Lb. rhamnosus GG) iz črevesa v mlečno žlezo.
Pomen za razvoj Slovenije
Projekt predstavlja eno večjih interdisciplinarnih kliničnih študij, ki obravnava začetni razvoj otroka z vidika prehrane in oblikovanja črevesne mikrobiote. V raziskavi so poleg raziskovalcev Biotehniške fakultete in Pediatrične klinike, ki so bili člani projektne skupine, sodelovali številni strokovnjaki in raziskovalci različnih področij od ginekologov in osebja, ki vodi šole za starše (vključevanje nosečnic), medicinskega osebja v 10-ih porodnišnicah (zbiranje prvih vzorcev - mekonij, kolostrum, prvo blato), pediatrov in antropologov (pomoč pri pregledih otrok, merjenje kostne gostote, antropometrične meritve), analitikov (določanje vitamina D, maščobnokislinska sestava), statistikov in bioinformatikov, do mladih raziskovalcev in študentov prostovoljcev, ki so sodelovali pri raziskavah in promociji študije. Vsi so pridobili nova znanja in izkušnje v raziskovalnem delu. Udeleženci simpozija Moje-mleko, ki ga je organizirala projektna skupina, so nadgradili znanje z najnovejšimi odkritji na področju zgodnjega razvoja. Na simpoziju so predavali tudi tuji eminentni profesorji, vključeni v projektno skupino kot konzultanti. Simpozij je zdravniška zbornica priznala kot izobraževanje s priznanjem kreditnih točk za zdravnike in medicinske sestre. V okviru izvajanja projekta smo zbrali veliko dragocenih bioloških vzorcev, ki so zahtevali posebne protokole priprave in analize, tako so vključeni raziskovalci pridobili nove raziskovalne veščine in izkušnje. Posebej del raziskave, pri katerem smo vzorce 13 mater in njihovih otrok namenili za analize mikrobioma s sekvenciranjem nove generacije, je zahteval oz. ponudil priložnost za pridobivanje novega znanja s strani vključenih raziskovalcev (zasnova protokolov, bioinformacijske in statistične analize), ki bo koristno v prihodnjih raziskavah. Vpeljani in evalvirani so bili novi pristopi za ovrednotenje prehrane in prehranskih dnevnikov, ki jih bodo lahko koristno uporabljali nutricionisti. Pridobljena znanja in rezultati analiz so bila posredovana strokovnjakom in širši javnosti preko različnih seminarjev in prispevkov (npr: Bedenik E, Fidler Mis N. Nova priporočila za vnos vitamina D. Zdravniški vestnik, 2013; Fidler Mis N, Benedik E. Prehrana vegetarijanskih nosečnic in doječih mater. Celiakija, 2012; Carli T, Jarc K, Benedik E. Kmalu razkrit delček skrivnosti čudežnega napoja : raziskava materinega mleka. Medicina danes, 2011; Gregorič M, Benedik E. Vloga materinega mleka v razvoju črevesne mikrobiote dojenčka. Bambino.si, 2012). V okviru projekta so bile izdelane delno ali v celoti 2 doktorski disertaciji in 3 diplome, nekaj jih je še v izdelavi. Pridobljeni rezultati predstavljajo prvo, tako kompleksno obravnavano študijo na področju začetnega razvoja otroka v Sloveniji in menimo, da so odlična osnova za nadaljnje delo. Nova znanja, novi pristopi in metode (npr. ovrednotenje prehranskega statusa, antropometrično merjenje pri nosečnicah in določanje telesne maščobe), lahko prispevajo k boljši zdravstveni obravnavi najobčutljivejših skupin prebivalstva in s tem izboljšanju zdravstvenega stanja. Ker smo s prostovoljkami ohranili stike bi bilo vredno študijo nadaljevati in spremljati nadaljnji razvoj teh otrok. Slovensko raziskovalno delo na področju zgodnjega razvoja pa je postalo razpoznavno tudi v tujini.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2010,
2011,
2012,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2010,
2011,
2012,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
