Иммунный компонент грудного молока, известный как система комплемента, формирует среду кишечника мышат-младенцев таким образом, что делает их менее восприимчивыми к определенным болезнетворным бактериям, согласно исследованию, проведенному исследователями Школы общественного здравоохранения Джона Хопкинса Блумберга.

Исследователи обнаружили, что у мышат, вскормленных от кормящих мышей, в грудном молоке которых отсутствовал ключевой белок комплемента, популяции кишечных микробов отличались от популяций мышат, вскармливавшихся стандартным мышиным грудным молоком, что делало их очень уязвимыми к Citrobacter rodentium, бактерии, поражающей кишечник мышей. Citrobacter rodentium подобен определенным типам вызывающей диарею кишечной палочки, которая может поражать людей, но не мышей.

Эксперименты исследователей предполагают, что компоненты комплемента, содержащиеся в грудном молоке мышей, улучшают здоровье младенцев-мышат, непосредственно уничтожая некоторые типы бактерий, обитающих в кишечнике. Такая перестройка кишечной микробиоты делает мышат-младенцев гораздо менее восприимчивыми к инфекции Citrobacter rodentium, защищая таким образом детенышей от определенных инфекционных угроз. Активность по изменению формы не зависит от антител, в отличие от того, как обычно работают компоненты комплемента.

Исследователи также подтвердили в ходе отдельных анализов in vitro, что грудное молоко человека содержит эти компоненты комплемента, которые продемонстрировали аналогичную активность в отношении определенных бактерий.

В совокупности эти результаты проливают свет на механизмы функционирования грудного молока для обеспечения защиты от определенных бактериальных инфекций.

Исследование было опубликовано онлайн 18 января в журнале Cell.

Эти результаты раскрывают критическую роль белков, дополняющих грудное молоко, в формировании микробного состава кишечника потомства и защите от бактериальной инфекции в кишечнике в раннем возрасте. Это представляет собой важное расширение нашего понимания защитных механизмов грудного молока.»

Фенги Ван, доктор философии, старший автор исследования, профессор кафедры биохимии и молекулярной биологии Школы Блумберга

Первым автором исследования является Дунцин Сюй, доктор философии, младший научный сотрудник исследовательской группы Вана.

Грудное вскармливание имеет много известных и предполагаемых преимуществ. Оно обеспечивает отличное питание младенцев и, по-видимому, защищает от некоторых краткосрочных или долгосрочных заболеваний. Также известно, что грудное молоко помогает защититься от распространенных инфекций за счет обмена антителами и лейкоцитами от матери.

Грудное молоко также содержит белки комплемента, которые могут взаимодействовать с антителами, атакующими бактерии, или «комплементировать» их. В то время как белки комплемента, циркулирующие в крови, были в центре внимания многих исследований, белки комплемента в грудном молоке изучены гораздо меньше, и до сих пор их роль была неясна.

В новом исследовании Ван и его команда использовали модифицированных мышей, у которых отсутствовали критические гены комплемента. Они обнаружили, что молоко мышат-самок этого типа оставляло мышат в возрасте нескольких недель — даже с нормальными генами комплемента — очень восприимчивыми к колиту, часто смертельному, вызванному инфекциями Citrobacter rodentium. Напротив, у детенышей, питавшихся нормальным, содержащим комплемент молоком, проявлялись лишь незначительные и преходящие признаки кишечной инфекции.

Команда обнаружила, что этот защитный эффект белков, дополняющих грудное молоко, зависит от их способности формировать микробиоту кишечника младенцев. Белки комплемента убивают определенные виды кишечных бактерий, и это уничтожение микробов создает общую среду кишечника, в которой вредное воспаление гораздо менее вероятно в присутствии Citrobacter rodentium.

«Кишечная микробиота имеет огромное значение для здоровья», — говорит Ван. «Белки, дополняющие грудное молоко, вносят решающий вклад в создание «защитной» микробиоты кишечника на ранних стадиях развития, укрепляя здоровье младенцев и защищая их от патогенов».

Исследование также, по-видимому, знаменует собой прогресс в фундаментальной иммунологии. Белки комплемента в крови, хотя известно, что они способны вызывать прямое повреждение бактериальных клеток, как полагают, обычно работают совместно с антителами в специфическом иммунном ответе. Однако Ван и его команда показали, что активность этого комплемента грудного молока против бактерий не требует антител и является неспецифическим иммунным ответом.

«Это открывает дверь для множества новых исследований, например, для выяснения специфической биологии комплемента в грудном молоке и сравнения этого с биологией комплемента в крови, а также для оценки роли комплемента за пределами специфической иммунной системы, зависящей от антител», — говорит Ван.