Легкие и плаценты плодов в матке – всего через 11 недель после зачатия – уже демонстрируют бактериальный признак микробиома, который предполагает, что бактерии могут колонизировать легкие задолго до рождения. Это первое открытие углубляет загадку того, как микробы или микробные продукты достигают этих органов до рождения и какую роль они играют в нормальном развитии легких и иммунной системы.

Команда, возглавляемая исследователем из Университета Алабамы в Бирмингеме Чарифарт Вивек Лал, доктор медицинских наук, обнаружила, что сигнатура ДНК микробиома плода человека присутствует в легких уже в первом триместре. Этот микробиом легких плода показал изменения в разнообразии во время развития плода, что свидетельствует о созревании микробиома с увеличением гестационного возраста. Наконец, плацентарный микробиом также присутствовал в ткани плода человека, и эта сигнатура микробиома показала некоторое таксономическое совпадение с соответствующим микробиомом легких плода человека.

Мы предполагаем, что передача микробной ДНК материнского плода – и, возможно, других микробных продуктов и целых живых или мертвых бактерий – является реальной возможностью. Это может служить для «инициации» развивающейся врожденной иммунной системы плода и помогает в установлении нормальных взаимоотношений между хозяином и комменсалом ».

Чаритхарт Вивек Лал, доцент кафедры неонатологии педиатрии UAB

Дениз Аль Алам, доктор философии, исследователь в Сабанском научно-исследовательском институте детской больницы Лос-Анджелеса и доцент кафедры педиатрии в Университете Южной Калифорнии, является первым автором, который возглавил концепцию исследования, которое опубликовано в Американском журнале респираторной и реаниматологической медицины .

Детали исследования

Исследователи, включая Лала и его коллег, ранее видели, что легкие младенцев, отобранные сразу после рождения, заселяются бактериями. Кроме того, похожие профили микробиома обнаруживаются после кесарева или вагинального родоразрешения, что позволяет предположить, что микробы каким-то образом способны достичь легких до рождения.

В новом исследовании были отобраны 31 образец ткани легких, плаценты и кишечника от плодов в период между 11 и 20 неделями беременности. Дублирующие независимые тесты, проведенные в лабораториях Медицинской школы им. Ли Конга Чиана, Технологического университета Наньян, Сингапур, и в UAB, выявили бактериальную ДНК во всех образцах. В двух лабораториях использовались разные наборы для экстракции ДНК и разные конвейеры для анализа микробиома.

Бактериальная ДНК была обнаружена путем целевого анализа бактериального гена для рибосомальной РНК 16S, который является стандартным методом для различения различных микробных таксонов. Первоначальный анализ 16S в Сингапуре показал 48 уникальных таксонов в образцах легких, 11 уникальных таксонов в образцах плаценты и 24 общих таксона.

Анализ 16S тех же образцов в UAB показал две отдельные группы микробиома легкого плода человека, основанные на возрасте плода – одна группа на сроке от 11 до 15 недель, а другая – на сроке от 16 до 20 недель. Кроме того, две гестационные возрастные группы показали значительное изменение разнообразия микробиомов со временем.

«В целом в обеих лабораториях, – сказал Лал, – анализ распределения и разнообразия бактериальных таксонов показал некоторое совпадение микробиомных признаков легких плода и соответствующих плацент».