De nouvelles recherches révèlent comment les mères de traces des mères sont exposées pendant la grossesse peuvent façonner les bactéries intestinales de leurs bébés, les voies métaboliques et même la résistance aux antibiotiques, influençant potentiellement la santé tout au long de la vie.
Étude: L'exposition prénatale aux oligo-éléments a un impact sur le microbiome intestinal, le métabolome et la résistance au cours de la première année de vie. Crédit d'image: Anusorn Nakdee / Shutterstock
Dans une étude récente publiée dans la revue Communication de la naturesun groupe de chercheurs a étudié comment l'exposition prénatale aux oligo-éléments influence le microbiome intestinal, le métabolome et les profils de gènes de résistance aux antibiotiques au cours de la première année de vie.
Il est important de noter que ces résultats sont basés sur des associations d'observation et n'établissent pas de causalité. La confusion non mesurée ou d'autres expositions environnementales pourraient également influencer les relations observées.
Sommaire
Arrière-plan
À la naissance, l'intestin d'un nouveau-né est une ardoise vierge; Pourtant, en quelques jours, il devient un écosystème microbien complexe. Cette colonisation précoce est cruciale car le microbiome intestinal influence tout, de la digestion à l'immunité. Les naissances vaginales, l'allaitement maternel et les expositions environnementales affectent le développement de ces communautés microbiennes. Cependant, les polluants tels que les métaux lourds, l'arsenic, le mercure et le plomb sont omniprésents et peuvent traverser le placenta. Ces oligo-éléments ont été liés au préjudice neurodéveloppemental, mais leur impact sur le microbiome intestinal du nourrisson reste incertain. Les méthodes actuelles pour étudier l'exposition prénatale sont souvent invasives. Par conséquent, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour étudier comment les indicateurs non invasifs, tels que les cheveux maternels, reflètent les expositions qui affectent la santé intestinale de la vie précoce.
À propos de l'étude
Les chercheurs ont recruté 146 paires de mère-enfant en Chine et prélevé des échantillons de poils maternels six semaines post-partum pour évaluer l'exposition prénatale à 12 oligo-éléments, notamment l'arsenic, le plomb, le mercure, le sélénium et le cuivre. Des échantillons de tabourets pour nourrissons et maternels ont été prélevés à trois moments, environ 3, 6 et 12 mois après l'accouchement, pour le séquençage du gène de l'acide ribonucléique ribosomal (ARN), l'analyse métagénomique et le profilage métabolomique. Au total, 353 échantillons de selles ont subi un séquençage, 65 analysés à l'aide de la métagénomique et 198 analysés pour la métabolomique. Des données sur les échantillons de cheveux étaient disponibles pour 119 mères, dont 83 étaient appariées à des échantillons de selles.
La diversité microbienne a été évaluée à l'aide d'indices comme Shannon et Chao1. Des méthodes statistiques, notamment la régression linéaire et l'analyse stratifiée, ont été utilisées pour détecter les associations entre les concentrations d'éléments traces et les mesures microbiennes. Les profils des gènes de résistance aux antibiotiques (ARG) ont été analysés dans des échantillons de selles de 33 nourrissons et 32 mères utilisant des approches métagénomiques. Des analyses métabolomiques ont identifié plus de 3 800 métabolites à travers des échantillons de selles, et les corrélations entre les taxons microbiens et les métabolites ont été explorées en utilisant la corrélation de Spearman. Le développement du microbiome intestinal infantile a été suivi au fil du temps et comparé aux profils maternels. Les abondances différentielles des microbes et des métabolites ont été évaluées en utilisant une analyse discriminante linéaire, et les données ont été ajustées pour des comparaisons multiples afin d'assurer la précision statistique.
Résultats de l'étude
Le microbiome intestinal pour nourrissons subit une évolution significative au cours de la première année, passant d'une communauté dominée par Bifidobacterium et Escherichia-Shigella à celui qui ressemble de plus en plus à l'intestin maternel. La diversité microbienne, initialement plus faible chez les nourrissons, a augmenté au fil du temps. Alors que les microbiomes maternels sont restés relativement stables, les microbiomes infantiles ont montré des changements dynamiques, en particulier entre 6 et 12 mois. À 12 mois, la composition des communautés microbiennes infantiles a commencé à converger plus étroitement avec celle de leur mère, suggérant un changement.
Le mode de livraison et les modèles d'alimentation ont joué un rôle essentiel dans la formation des premières communautés microbiennes. La livraison assistée par la forte était associée à des indices de diversité plus élevés. L'allaitement maternel a également influencé de manière significative la composition bactérienne. Ces effets, cependant, ont diminué de 12 mois, ce qui indique que d'autres facteurs, tels que l'alimentation, modèrent progressivement les influences environnementales initiales.
L'exposition prénatale aux oligo-éléments a eu des effets mesurables. L'exposition au sélénium était associée à une diversité microbienne accrue, tandis que le cuivre et le mercure étaient liés à une diminution de la diversité. Chez les nourrissons masculins, l'exposition au manganèse a augmenté la richesse microbienne, tandis que chez les nourrissons, le mercure a réduit la diversité. Certaines associations n'ont été observées que dans des contextes spécifiques, tels que une diversité accrue avec une exposition à l'arsenic chez les nourrissons livrés par la pince, ou des associations positives entre l'exposition au fer et la diversité microbienne chez les nourrissons nourris au mélange. Tous les oligo-éléments n'ont pas montré des associations statistiquement significatives dans la cohorte générale. L'analyse stratifiée a en outre révélé que des expositions spécifiques ont influencé la diversité microbienne différemment en fonction du mode d'administration et du modèle d'alimentation.
Lors de la comparaison des groupes avec une exposition faible, moyenne et élevée aux oligo-éléments, le cuivre s'est démarqué. Une forte exposition prénatale en cuivre a entraîné une diversité microbienne significativement plus faible à 3 mois, bien que cet effet ait diminué au fil du temps. Les taxons bactériens ont également changé en réponse aux expositions. Par exemple, l'exposition à l'aluminium a augmenté Bifidobactéries et Cutibactériesmais n'a pas modifié la diversité microbienne globale. Le manganèse et l'exposition au plomb ont modifié les niveaux de Érysipélatoclostridium et Ruminococcus gnavus. L'exposition au fer était associée à une diminution de Enterococcus abondance.
L'analyse métabolomique a révélé 56 métabolites significativement modifiés entre 3 et 6 mois et 515 entre 6 et 12 mois. Ceux-ci comprenaient des changements dans les acides gras, les glucides, les acides biliaires et les flavones. Certains métabolites, tels que Lacto-N-Fucopentaose III, étaient associés à des taxons bactériens spécifiques, y compris Streptocoque et Blautia. L'exposition prénatale au sélénium et au cadmium a été associée à des changements dans les concentrations de métabolites, ce qui suggère que les oligo-éléments impactent non seulement la composition microbienne mais aussi la fonction microbienne.
Les oligo-éléments ont également façonné les profils des gènes de résistance aux antibiotiques. Un total de 263 args ont été identifiés. Les nourrissons ont montré une abondance plus élevée de gènes de résistance à la tétracycline et à la fluoroquinolone, tandis que les mères avaient une abondance plus élevée de gènes de résistance au macrolide et au lincosamide. Les expositions en cuivre et en arsenic étaient associées à des ARG élevés, tels que la pompe d'efflux d'aminoglycoside D (ACRD) et la sous-unité B multidrogue B (MDTB), en particulier à l'âge de 6 mois. Malgré un certain chevauchement, les profils ARG infantiles étaient distincts de ceux de leur mère, bien que la convergence ait été observée au fil du temps. Certaines associations entre les oligo-éléments et les profils ARG n'étaient statistiquement significatives que dans des groupes d'âge spécifiques ou des catégories d'exposition.
Conclusions
Pour résumer, cette étude révèle que l'exposition prénatale aux oligo-éléments, y compris le sélénium, le cuivre, le manganèse et l'arsenic, modifie considérablement le microbiome intestinal, le métabolome et les profils de gènes de résistance aux antibiotiques chez les nourrissons. Ces changements sont détectables dès trois mois et continuent d'évoluer au cours de la première année de vie.
Les résultats soulignent l'importance des expositions environnementales prénatales dans la formation du développement intestinal précoce et leur impact potentiel sur les résultats pour la santé à long terme. L'échantillonnage non invasif à travers les cheveux maternels offre une méthode précieuse pour surveiller ces expositions.
Compte tenu de la nature observationnelle de l'étude, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour établir des relations causales et identifier les mécanismes sous-jacents. Intervenir tôt pour réduire les expositions nocives pourrait soutenir un développement de microbiome plus sain et potentiellement réduire les risques futurs des maladies.
