В недавнем обзоре, опубликованном в журнале Current Opinion in Chemical Biology, исследователи обсудили последние исследования антимикробных свойств человеческого молока.
Грудное молоко является единственным источником питания, рекомендованным в первые месяцы жизни новорожденного. Однако во всем мире только 40% новорожденных в возрасте до шести месяцев получают грудное молоко в качестве единственного источника питания. На низкий уровень грудного вскармливания влияет множество факторов, таких как метаболические осложнения у новорожденного, осложнения здоровья матери, препятствующие лактации или безопасному грудному вскармливанию, а также недостаточная поддержка матерей.
Грудное молоко содержит несколько противомикробных, противовоспалительных и иммуномодулирующих молекул, которые способствуют снижению заболеваемости новорожденных, формированию микробиома, психомоторному и когнитивному развитию. В отсутствие человеческого молока младенцы становятся восприимчивыми к заболеваниям. В данном обзоре исследователи рассмотрели антимикробную активность олигосахаридов человеческого молока (ОЧМ).
Структурно ОЧМ содержат пять пираноз - D-глюкозу, D-галактозу, D-N-ацетилглюкозамин, N-ацетилнейраминовую кислоту и L-фукозу. Каждый олигосахарид содержит лактозу на восстановительном конце. К настоящему времени охарактеризовано 200 уникальных ОЧМ, включающих 3 - 22 моносахарида. Состав ОЧМ варьирует у разных матерей и изменяется в течение лактации. Концентрация ОЧМ в течение лактации колеблется от 5 г/л до 25 г/л.
Состав человеческого молока меняется в соответствии с физиологическими потребностями новорожденного. Первое молоко (колострум) вырабатывается после родов в течение семи дней. Оно практически не содержит питательных веществ и в первую очередь способствует формированию иммунитета. К четвертой неделе рацион новорожденного состоит из зрелого грудного молока. На этом раннем этапе ОЧМ достигают пиковой концентрации. Хотя матери тратят около 300-500 калорий на синтез ОЧМ, они не метаболизируются, а используются комменсальными бактериями в качестве источника углерода.
Микробиом кишечника новорожденных, не находящихся на грудном вскармливании, отличается от микробиома новорожденных, находящихся на грудном вскармливании. Дети, вскармливаемые молочными смесями, демонстрируют более высокое разнообразие микробиоты, в то время как у детей, находящихся на грудном вскармливании, в микробиоте доминирует Bifidobacterium. На более поздних стадиях лактации в микробиоте доминируют Bacteroides.
Streptococcus agalactiae, стрептококк группы В (GBS) - грамположительный патоген, колонизирует вагинальный тракт примерно 15-30 % здоровых женщин. Он может передаваться вертикальным путем и становится причиной неонатального менингита и сепсиса. Разработаны стратегии по предотвращению его передачи путем проведения пренатального скрининга на GBS с последующей антибиотикопрофилактикой и хотя при таком подходе снижается частота ранних проявлений GBS-инфекции, профилактической или лечебной терапии для поздних стадий заболевания не существует. В качестве альтернативы исследователи изучали антимикробные свойства ОЧМ против GBS. Одно из исследований подтвердило антимикробную активность ОЧМ в отношении GBS и отметило, что лечение гетерогенными ОЧМ не повлияло на состав микробиоты влагалища независимо от GBS-инфекции.
Бактериальные биопленки представляют собой клеточные агрегаты, заключенные в динамичный и жесткий внеклеточный матрикс (ECM), который помогает бактериям координировать свои действия в сообществе. ECM обеспечивает защиту от антибиотиков, что приводит к формированию резистентности к антибиотикам (AMR). Показано, что ОЧМ действуют как рецепторные приманки, препятствующие прикреплению патогенов к поверхности слизистой оболочки.
Staphylococcus aureus колонизирует кожу и носоглотку 30% населения. Это оппортунистический патоген, который обычно проявляется бессимптомно, но после обретения патогенности вызывает несколько клинических проявлений. Известно, что эти бактерии также образуют биопленки. Ранее сообщалось об использовании ОЧМ для разрушения бактериального прикрепления к абиотическим и биотическим поверхностям. В одном из исследований сообщается, что ОЧМ могут значительно подавлять образование биопленок S. aureus. Более того, синтетически модифицированные ОЧМ демонстрировали повышенный ингибирующий эффект на образование биопленок. В другом исследовании наблюдалось снижение жизнеспособности бактериальных клеток внутри биопленок S. aureus.
Энтеропатогенная E.coli (EPEC) - это группа серотипов кишечной палочки, известных контаминантов воды и продуктов питания. EPEC прикрепляется к эпителию кишечника и образует отдельные колонии. В одном из исследований ученые обнаружили, что добавление в культуральную среду in vitro ОЧМ значительно уменьшило адгезию EPEC.
Acinetobacter baumannii, грамотрицательный вид, широко известен своей множественной лекарственной резистентностью. Инфекции A. baumannii возникают в отделениях интенсивной терапии у пациентов с ослабленным иммунитетом. A. baumannii может вызывать ИВЛ-ассоциированную пневмонию, когда инфекция передается через биопленки на медицинском оборудовании. Авторы исследования изучили возможности применения ОЧМ против этого патоген и обнаружили, что ОЧМ нарушают формирование биопленок A. baumannii, отметив значительное снижение образования биопленок для всех протестированных изолятов.
Учитывая растущую проблему AMR для здравоохранения, исследователи изучают альтернативные варианты терапии, включая ОЧМ и другие гликозиды человеческого происхождения. ОЧМ могут быть использованы благодаря их мощным антимикробным и антибиопленочным свойствам против грамположительных и грамотрицательных бактерий, включая возбудителей ESKAPE A. baumannii и S. aureus.
