شیر مادر حامل باکتری‌های کلیدی روده برای نوزادان است

به گزارش «سای‌تک‌دیلی» (SciTechDaily)، شیر انسان دارای یک بوم‌سازگان (اکوسیستم) میکروبی اختصاصی خود است و پژوهش‌های جدید نشان می‌دهد این میکروب‌ها ممکن است به آغاز شکل‌گیری میکروبیوم روده نوزاد کمک کنند.

بیشتر بحث‌ها درباره شیر مادر بر مواد مغذی، پادتن‌ها و پیوند عاطفی والد و نوزاد تمرکز دارند، در حالی که میکروب‌های موجود در شیر توجه بسیار کمتری دریافت می‌کنند. با این حال، شیر انسان همچنین حاوی یک اجتماع میکروبی کوچک است و این باکتری‌ها ممکن است مسیر تکامل میکروبیوم روده نوزاد را هدایت کنند که این فرآیند می‌تواند پیامدهای مهمی برای جذب مواد مغذی، سوخت‌وساز بدن و تکامل سیستم ایمنی در ادامه زندگی داشته باشد.

پژوهشی جدید که در نشریه Nature Communications منتشر شده است، یکی از شفاف‌ترین تصویرها تا امروز را از این موضوع ارائه می‌دهد که چگونه ترکیب‌های مختلف باکتریایی در شیر انسان ممکن است به ساخت میکروبیوم روده نوزادان کمک کنند.

نقشه‌برداری از میکروبیوم شیر

مطالعه میکروبیوم شیر مادر چالش‌برانگیز است؛ زیرا شیر چرب است و معمولا تعداد نسبتا کمی باکتری دارد؛ موضوعی که استخراج مقدار کافی ماده ژنتیکی برای تجزیه و تحلیل دقیق را دشوار می‌کند.

«پاملا فررتی»، دکترای علوم و پژوهشگر فوق‌دکتری در آزمایشگاه بلکمن در دانشگاه شیکاگو و نویسنده نخست پژوهش، می‌گوید: «شیر مادر به‌ عنوان تنها منبع توصیه ‌شده تغذیه در ماه‌های نخست زندگی نوزاد شناخته می‌شود؛ اما پرسش‌های مهمی درباره میکروبیوم شیر بی‌پاسخ مانده بود؛ زیرا چالش‌های تحلیلی آن دلهره‌آور هستند». او می‌افزاید: «ما تصمیم گرفتیم این کار را انجام دهیم؛ زیرا همکاری ما فرصتی منحصربه‌فرد برای ترکیب منابع کلیدی فراهم می‌کرد».

این منابع شامل صدها نمونه شیر بود که در قالب مطالعه «همبستگی مادران و نوزادان برای رشد سالم» (MILk) گردآوری شده بودند؛ مطالعه‌ای به رهبری «الن دِمِرَث»، دکترای علوم، در دانشگاه مینه‌سوتا و «دیوید فیلدز»، دکترای علوم، در مرکز علوم سلامت دانشگاه اوکلاهما. در دانشگاه شیکاگو، فررتی و همکارانش این نمونه‌ها را با روش‌های متاژنومیک و تجربه گسترده در کار با داده‌های میکروبیوم ترکیب کردند؛ از جمله پیش‌زمینه تخصصی فررتی در میکروبیوم نوزادان و تجزیه و تحلیل انتقال. او در کارهای پیشین بررسی کرده بود که میکروب‌ها از بخش‌های مختلف بدن مادر؛ مانند دهان، پوست و حفره واژن چگونه به میکروبیوم‌هایی که نوزادان توسعه می‌دهند کمک می‌کنند.

پس از تحلیل ۵۰۷ نمونه شیر مادر و مدفوع نوزاد از ۱۹۵ جفت مادر–نوزاد، پژوهشگران دریافتند که شیر حاوی ترکیبی مشخص از باکتری‌هاست که تحت سلطه بیفیدوباکتری‌ها قرار دارد؛ از جمله بیفیدوباکتریوم لانگوم، بیفیدوباکتریوم بریو و بیفیدوباکتریوم بیفیدوم. بیش از نیمی از نمونه‌های شیر حاوی بیفیدوباکتریوم لانگوم بودند و همین گونه در بیش از ۹۸ درصد از میکروبیوم‌های روده نوزادان به‌طور فراوان حضور داشت.

فررتی گفت: «با وجود آنکه « بیفیدوباکتریوم لانگوم » (B. longum) به‌خوبی به‌ عنوان یکی از گونه‌های بسیار شایع در روده نوزادان شناخته شده است، یافتن چنین نشان قوی‌ از این گونه در نمونه‌های شیر مادر غافلگیرکننده بود؛ زیرا مطالعات پیشین شیر عمدتا گونه‌های باکتریایی دیگری مانند «استافیلوکوک» (Staphylococcus ) و « استرپتوکوک» (Streptococcus ) را گزارش کرده بودند». او می‌افزاید: «ما فکر می‌کنیم این نتایج موجب بازنگری‌هایی در این حوزه خواهد شد».

ردیابی میکروب‌ها از شیر به روده نوزاد

بیشتر مطالعات پیشین که DNA باکتریایی را در شیر مادر تجزیه و تحلیل کرده‌اند، از روشی نسبتا ارزان و سریع به نام توالی‌یابی آمپلیکون استفاده کرده‌اند؛ روشی که تعداد محدودی از نواحی ژنومی از پیش تعیین‌ شده را در هر آزمایش هدف قرار می‌دهد. این روش برای شناسایی کارآمد گونه‌ها در یک نمونه مختلط مناسب است؛ اما بخش عمده‌ای از ژنوم باکتری را بررسی‌نشده باقی می‌گذارد.

فررتی می‌گوید: «تحلیل متاژنومیک دشوارتر و پیچیده‌تر است؛ اما واقعا نتیجه را داد؛ زیرا به ما اجازه داد اطلاعاتی در سطح سویه‌های مختلف باکتریایی به دست آوریم و این نکته کلیدی است؛ زیرا تنها در همین سطح است که می‌توانیم واقعا ادعای آگاهی از انتقال را مطرح کنیم».

در این مقاله ۱۲ مورد گزارش شد که در آن‌ها دقیقا همان سویه در شیر مادر و در روده نوزاد او یافت شده بود؛ نشانه‌ای بسیار قوی از اینکه انتقال به‌ صورت عمودی و از طریق شیردهی رخ می‌دهد.

برخی از این سویه‌های مشترک، گونه‌های همزیست مفید مانند بیفیدوباکتریوم لانگوم (B. longum) و بیفیدوباکتریوم بیفیدوم (B. bifidum) بودند که به هضم قندهای شیر انسان کمک می‌کنند و از رشد سالم روده پشتیبانی می‌کنند. با این حال، برخی دیگر پاتو‌بیونت بودند؛ میکروب‌هایی مانند « اشریشیا کلی» (E.coli ) و « کلبسیلا پنومونیه» (Klebsiella pneumoniae) که می‌توانند به‌ طور بی‌ضرر در افراد سالم زندگی کنند؛ اما تحت شرایط خاص قابلیت ایجاد عفونت را دارند. نویسندگان تاکید می‌کنند که همه مادران و نوزادان در این مطالعه سالم بودند که نشان می‌دهد حضور این گونه‌ها در شیر ذاتا نشانه بیماری نیست بلکه بازتابی از تنوع میکروبی‌ است که می‌تواند در طول شیردهی منتقل شود.

جالب آنکه تیم پژوهشی همچنین سویه‌های مشخصی از باکتری‌ها را که معمولا با دهان مرتبط هستند؛ مانند « استرپتوکوک سالیواریوس» (Streptococcus salivarius) و گونه‌های « ویلونلا» (Veillonella) در نمونه‌های شیر مشاهده کرد. آن‌ها این موضوع را به‌ عنوان شواهد بالقوه‌ای از «جریان برگشتی» در هنگام شیردهی تفسیر کردند: زمانی که نوزاد تغذیه می‌کند، مقادیر بسیار کوچکی از باکتری‌های دهانی ممکن است به داخل سینه و مجاری شیر بازگردند و بخشی از میکروبیوم شیر شوند.

گسترش پژوهش درباره شیر انسان

فررتی می‌گوید که این پژوهش نه‌ تنها به روشن شدن انتقال میکروبی کمک می‌کند بلکه یک شکاف بزرگ در داده‌های در دسترس برای دانشمندانی که سلامت اوایل زندگی را مطالعه می‌کنند نیز پر می‌کند.

او می‌گوید: «این پژوهش تقریبا تعداد نمونه‌های متاژنومیک شیر مادر را که به‌ صورت عمومی در دسترس هستند دو برابر کرد و آن‌ها را با اطلاعات گسترده‌ای درباره سلامت و سبک زندگی مادران همراه ساخت». او می‌افزاید: «امیدواریم یافته‌های ما و تجزیه و تحلیل‌های آینده‌ای که از این مجموعه داده استفاده می‌کنند، واقعا این حوزه را به جلو سوق دهند».

در مطالعات بعدی، پژوهشگران امیدوارند تجزیه و تحلیل‌های خود را با رویکردی چنداُمیکی به سطح بالاتری ببرند؛ از جمله بررسی متابولیت‌هایی مانند الیگوساکاریدهای شیر انسان (HMOs) و مطالعه «اِکسپوزوم» عوامل محیطی مانند PFAS و مقاومت آنتی‌میکروبی که می‌توانند از طریق شیر منتقل شوند.

فررتی گفت: «در نهایت، ما علاقه‌مندیم مسیرهای سلامت بلندمدت را بررسی کنیم تا ببینیم آیا عوامل موجود در شیر مادر و اوایل زندگی می‌توانند پیامدهای سلامت در مراحل بعدی زندگی را پیش‌بینی کنند یا نه».