Хотя исследователи ожидали, что разные диеты будут способствовать развитию различных кишечных бактерий (микробиоты), они были удивлены тем, насколько сильно эти микробы повлияли на иммунологическое развитие. В частности, у макак, вскармливаемых грудью, было больше Т-клеток «памяти» и Т-хелперных 17 (TH17) клеток, которые, как известно, борются с сальмонеллой и другими патогенами.Эти различия сохранялись в течение нескольких месяцев после того, как макак отлучили от груди и поместили на идентичный рацион, что указывает на то, что вариации в раннем рационе могут иметь долгосрочные последствия.
«Мы видели, как развивались две разные иммунные системы: одна у животных, которых кормили материнским молоком, а другая — у тех, кого кормили смесями», — сказал Деннис Хартиган-О’Коннор, ученый CNPRC из отдела инфекционных заболеваний и репродуктивных наук и регенеративной медицины и его помощник. профессор кафедры медицинской микробиологии и иммунологии Калифорнийского университета в Дэвисе.«Но что наиболее поразительно, так это стойкость этих различий. Детские микробы могут оставить длительный отпечаток на иммунной функции», — сказал он.Предыдущие исследования выявили взаимосвязь между грудным молоком, микробиотой и развивающейся иммунной системой.
Например, сахар в грудном молоке способствует росту определенных бактерий, которые, в свою очередь, поддерживают определенные иммунные клетки. Это новое исследование является важным шагом на пути к пониманию того, как эти отдельные части связаны друг с другом и как они могут влиять на реакцию иммунной системы на инфекции или вакцинацию.Макаки рождаются практически без клеток TH17 и должны развить их в течение первых 18 месяцев жизни.
Хартиган-О’Коннор и другие исследователи отметили, что у некоторых макак развиваются большие популяции TH17, в то время как у других этих клеток мало. Это может серьезно повлиять на способность животных бороться с инфекцией, особенно с SIV, обезьяньим штаммом ВИЧ.Чтобы понять эту изменчивость, исследователи наблюдали за шестью грудными и шестью кормящими из бутылочки макаками-резус в возрасте от пяти до 12 месяцев.
Через шесть месяцев они обнаружили значительные различия в микробиоте двух групп.В частности, у макак, вскармливаемых грудью, было больше бактерий Prevotella и Ruminococcus, в то время как в группе, получавшей искусственное вскармливание, было больше бактерий Clostridium.
В целом микробиота у макак, вскармливаемых грудью, была более разнообразной, чем в группе, получавшей искусственное вскармливание.Большой сюрприз был сделан при изучении их иммунной системы.
К 12 месяцам две группы показали значительные контрасты, причем различия были сосредоточены на развитии Т-клеток. В группе, находившейся на грудном вскармливании, был гораздо больший процент опытных Т-клеток памяти, которые лучше оснащены для выделения химических веществ иммунной защиты, называемых цитокинами, включая TH17 и клетки, продуцирующие интерферон.«Это первый раз, когда исследователи показали, что эти иммунологические характеристики могут быть запечатлены в первые новые месяцы жизни», — сказал Амир Ардешир, первый автор исследования. «Наше исследование предполагает, что микробиота кишечника, присутствующая в молодом возрасте, может оставить прочный отпечаток на форме и возможностях иммунной системы, если хотите, на программирование системы».
Дальнейшие исследования могли выявить химические вещества, которые определяют эти различия. Например, арахидоновая кислота, которая стимулирует выработку клеток TH17 и содержится в грудном молоке макак, тесно связана с развитием клеток TH17. Предыдущие исследования показали, что он может влиять на развитие Т-клеток.
Исследователи предупреждают, что эти химические вещества должны быть протестированы в более крупных исследованиях, чтобы понять их эффекты.Хартиган-О’Коннор предупреждает, что это исследование не доказывает, что такие же механизмы существуют у людей. Лаборатория планирует аналогичные исследования на людях, чтобы проверить эту гипотезу.
Кроме того, это исследование не доказывает связи между грудным вскармливанием и улучшением здоровья.«У иммунной системы есть форма развития, которую мы не часто рассматриваем», — сказал Хартиган-О’Коннор. «Это поразительно, как это получилось в этом исследовании.
Существует много различий в том, как люди и обезьяны справляются с инфекциями, в их склонности к развитию аутоиммунных заболеваний и в том, как они реагируют на вакцины. Эта работа — хороший первый шаг к объяснению эти различия ".