Allergie, astma-risico neemt toe vanwege een door microben aangemaakte stof in kinderdarmen

Recent onderzoek effent de weg tot vroegtijdige interventies om ontstekingsziekten bij kinderen te voorkomen

Een studie van pasgeboren baby's heeft een stof geïdentificeerd die door darmbacteriën wordt geproduceerd en die later in het leven de vatbaarheid voor allergieën en astma vergroot.

"We hebben een specifiek bacterieel lipide in de neonatale darm ontdekt dat immuundisfunctie bevordert. Deze immuundisfunctie wordt in verband gebracht met het ontstaan van allergieën en astma. Deze biomarker kan worden toegepast bij de beoordeling van het risico dat baby’s lopen de genoemde ziekten later in de kindertijd te ontwikkelen", zegt senior onderzoekster Susan Lynch, PhD. Lynch is professor aan de geneeskunde aan de Universiteit van Californië, San Francisco. "Deze bevinding effent de weg voor vroege microbioom-interventies om te voorkomen dat astma en allergieën zich kunnen ontwikkelen."

Het laboratorium van Lynch heeft eerder aangetoond dat baby's van een maand oud met ongezonde darmbacteriën - waarbij het microbioom er meer uitziet als een onkruidveld dan als een gezonde tuin - een groter risico lopen om later in de kindertijd astma te ontwikkelen.

De onderzoekers hebben ook aangetoond dat bij baby’s met hoge concentraties in de ontlasting van een specifiek vetmolecuul (het lipide 12,13-diHOME [4]) een verminderd aantal en minder actieve immuuncellen hebben. Het gaat hierbij om sturende T-cellen (Tregs) [2] die normaal gespoken allergische ontstekingen onderdrukken.

Het recente artikel - gepubliceerd op 22 juli 2019 in Nature Microbiology [3] – doet verslag van een onderzoek onder leiding van MD/PHD-kandidaat Sophia Levan dat nagaat of dit bacteriemolecuul (het lipide 12,13-diHOME [4]) rechtstreeks het risico op astma en allergie bij jonge zuigelingen kan veroorzaken. Eerst toonden ze aan dat het injecteren van 12,13-diHOME in de darm van muizen de aantallen Treg-cellen in de longen van de dieren vermindert en dat het moleculaire veranderingen veroorzaakt van het Treg-molecuul en andere immuuncelfuncties.

Om te achterhalen waar dit pro-inflammatoire lipide vandaan komt, bestudeerden de onderzoekers de microbiële genen in ontlastingsmonsters van 41 baby’s van één maand oud. Deze monsters waren verzameld als onderdeel van de raciaal en etnisch diverse WHEALS (Wayne County Health, Environment, Allergy and Asthma Longitudinal Study) dataverzameling in Detroit [5].

Ze ontdekten dat het aantal kopieën van drie bacteriële genen voor 12,13 DiHOME of de concentratie van het lipide zelf in de ontlastingsmonsters van de baby voorspelde welke baby's allergie ontwikkelden op 2-jarige leeftijd of astma wanneer de kinderen 4 jaar waren. Ze herhaalden dit onderzoek vervolgens bij 50 een-maand-oude baby’s uit San Francisco.

Levan: “Hoewel deze bevindingen moeten worden gerepliceerd met behulp van een (veel) grotere steekproef hebben we vertrouwen in onze bevindingen. We hebben immers gebruik gemaakt van etnisch en demografisch diverse populaties uit twee verschillende steden. We vonden hetzelfde resultaat. Daarom denken we dat we het verband tussen het bacteriële lipide en het astma- en allergierisico kunnen generaliseren naar de bredere bevolking.”

De onderzoekers benadrukken dat 12,13-diHOME waarschijnlijk slechts een van de vele door microben aangemaakte stoffen is die bijdragen aan immuundisfunctie in de kindertijd en de gevoeligheid voor allergie en astma.

Dit is waarschijnlijk slechts een onderdeel van een complexe microbioom-immuun-interactie bij jonge zuigelingen die de ontwikkeling van allergie en astma in de (latere) kindertijd bevordert", zegt Lynch. "Maar het is een eerste stap in de richting van een beter inzicht in het mechanismen achter het verband tussen een reeks van microbiële stoffen en de gevoeligheid voor allergieën en astma.

De onderzoekers zijn van plan om de resultaten om te zetten in screeningprotocollen. Daarmee kunnen pasgeborenen met een hoog risico op astma en allergie worden geïdentificeerd met een simpele analyse van de ontlasting. Verder willen de onderzoekers interventies ontwikkelen die het risico van baby's kunnen verminderen. Dit zou kunnen met therapieën die de schadelijke verbindingen verminderen of door het bevorderen van een gezonde darmflora op zeer vroege leeftijd zodat de schadelijke stoffen niet ontstaan.

Achtergronden

Auteurs: Andere auteurs van de studie waren Kelsey A. Stamnes, Din L. Lin, Ariane R. Panzer, Elle Fukui, Katherine McCauley, Kei E. Fujimura, Michelle McKean, Homer A. Boushey en Michael D. Cabana van UCSF; Dennis R. Ownby van Augusta University in Georgia; en Edward M. Zoratti en Christine C. Johnson van Henry Ford Health System in Detroit.

Financiering: Dit onderzoek werd gefinancierd door het National Institute of Allergy and Infectious Diseases of the National Institutes of Health (AI089473).

Belangen: Lynch is mede-oprichter van Siolta Therapeutics Inc. en is zowel adviseur als lid van de raad van bestuur. De regenten van de University of California, UCSF hebben namens Lynch en Levan een voorlopige patentaanvraag (nummer 62 / 637.175) ingediend met betrekking tot het onderzoek.

Verwijzingen

[1] Origineel persbericht
- https://www.ucsf.edu/news/2019/07/414991/allergy-asthma-risk-are-increased-microbial-compound-infant-gut

[2] Tregs
- https://www.immunology.org/public-information/bitesized-immunology/c%C3%A9lulas/regulatory-t-cells-tregs

[3] Publicatie
- https://www.nature.com/articles/s41564-019-0498-2

[4] Het lipide-molecuul '12,13-diHOME'
- https://www.ebi.ac.uk/chebi/searchId.do?chebiId=CHEBI:72665

[5] WHEALS
- https://www.henryford.com/hcp/research/clinical-research/allergy/asthmas

Augustus 2019