Sukker fra modermælk kan hjælpe med at behandle, forebygge infektioner hos nyfødte

Bakterier kendt som gruppe B Streptococcus (GBS) er en almindelig årsag til blodinfektioner, meningitis og dødfødsel hos nyfødte. Selvom GBS-infektioner ofte kan behandles eller forebygges med antibiotika, bakterierne bliver mere og mere resistente. Nu, forskere har opdaget, at humane mælkeoligosakkarider (HMO'er) - korte rækker af sukkermolekyler, der er rigelige af i modermælk - kan hjælpe med at forhindre GBS-infektioner i menneskelige celler og væv og i mus. En skønne dag, HMO'er kan muligvis erstatte antibiotika til behandling af infektioner hos spædbørn og voksne, de siger.

Forskerne vil præsentere deres resultater i dag på efterårsmødet i American Chemical Society (ACS).

"Vores laboratorium har tidligere vist, at blandinger af HMO'er isoleret fra mælken fra flere forskellige donormødre har antimikrobiel og antibiofilmaktivitet mod GBS, " siger Rebecca Moore, hvem der præsenterer arbejdet på mødet. "Vi ønskede at springe fra disse in vitro undersøgelser for at se, om HMO'er kunne forhindre infektioner i celler og væv fra en gravid kvinde, og hos gravide mus." Moore er en kandidatstuderende i laboratorierne hos Steven Townsend, Ph.D., ved Vanderbilt University og Jennifer Gaddy, Ph.D., på Vanderbilt University Medical Center.

Ifølge U.S. Centers for Disease Control and Prevention, omkring 2, 000 babyer i USA får GBS hvert år, og 4-6 % af dem dør af det. Bakterierne overføres ofte fra mor til barn under fødslen og fødslen. En vordende mor, der tester positiv for GBS, får normalt intravenøs antibiotika under fødslen for at forhindre tidligt opståede infektioner, som opstår i den første uge af livet. Interessant nok, forekomsten af ​​sent-debuterende infektioner (som sker fra en uge til tre måneder efter fødslen) er højere hos modermælkserstatninger end hos spædbørn, der ammes, hvilket tyder på, at faktorer i modermælk kunne hjælpe med at beskytte mod GBS. Hvis så, sukkerarterne kunne måske erstatte antibiotika, hvilken, ud over at dræbe gavnlige bakterier, bliver mindre effektive på grund af stigningen i antibiotikaresistens.

Forskerne undersøgte virkningerne af kombinerede HMO'er fra flere mødre på GBS-infektion af placentale immunceller (kaldet makrofager) og af svangerskabsmembranen (sækken, der omgiver fosteret). "Vi fandt ud af, at HMO'er var i stand til fuldstændigt at hæmme bakterievækst i både makrofagerne og membranerne, så vi gik meget hurtigt over til at se på en musemodel, " siger Moore. De undersøgte, om HMO'er kunne forhindre en GBS-infektion i at sprede sig gennem forplantningskanalen hos gravide mus. "I fem forskellige dele af forplantningskanalen, vi så signifikant nedsat GBS-infektion med HMO-behandling, " bemærker Moore.

For at finde ud af, hvilke HMO'er og andre oligosaccharider, der har disse antimikrobielle virkninger, og hvorfor, forskerne oprettede et kunstigt mikrobiom af to arter med GBS og den gavnlige Streptococcus salivarius-art, der vokser i en vævskulturplade, adskilt af en semipermeabel membran. Derefter, forskerne tilføjede oligosaccharider, der almindeligvis tilsættes modermælkserstatning, kaldet galacto-oligosaccharider (GOS), som stammer fra planter. I mangel af sukker, GBS undertrykte væksten af ​​de "gode" bakterier, men GOS hjalp denne gavnlige art med at vokse. "Vi konkluderede, at GBS producerer mælkesyre, der hæmmer vækst, og så når vi tilføjer oligosaccharidet, den gavnlige art kan bruge den som fødekilde til at overvinde denne undertrykkelse, " forklarer Moore.

Lidt overraskende, de første HMO'er, de har testet i systemet, havde ikke denne effekt, men Townsend siger, at det er sandsynligt, at et eller flere af de over 200 unikke sukkerarter i modermælk vil vise aktivitet i det kunstige mikrobiom-assay. Holdet planlægger at finde ud af det. Årsagen til, at HMO'er kan behandle og forhindre GBS-infektion er sandsynligvis to gange, forskerne siger:De virker som et anti-klæbemiddel ved at forhindre patogener i at klæbe til vævsoverflader og danne en biofilm, og de kunne fungere som et præbiotikum ved at støtte væksten af ​​gode bakterier.

"HMO'er har eksisteret lige så længe som mennesker har, og bakterier har ikke fundet ud af dem. Formentlig, det er fordi der er så mange i mælk, og de ændrer sig konstant under en babys udvikling, " siger Townsend. "Men hvis vi kunne lære mere om, hvordan de fungerer, det er muligt, at vi kunne behandle forskellige typer infektioner med blandinger af HMO'er, og måske en dag kunne dette være en erstatning for antibiotika hos voksne, såvel som babyer."