Une nouvelle étude dirigée par des chercheurs de l'Université de Rochester Medical Center (URMC) a révélé que l'exposition à la vie précoce aux antibiotiques peut altérer le système immunitaire en développement d'un nourrisson, et qu'un métabolite naturel peut tenir la clé pour inverser ces dommages.
Publié dans Cellulel'étude a révélé comment l'exposition aux antibiotiques pendant la grossesse et la petite enfance peut affaiblir définitivement la capacité du système immunitaire à lutter contre les infections respiratoires comme la grippe. En analysant à la fois les modèles de souris et les tissus pulmonaires pour nourrissons humains, les chercheurs ont découvert que les antibiotiques précoces perturbent la capacité du microbiome intestinal à produire de l'inosine, une molécule qui sert de signal important pour développer des cellules immunitaires.
Cependant, en complétant l'inosine chez la souris, les chercheurs ont pu corriger les problèmes du système immunitaire causés par les antibiotiques. La découverte ouvre la porte à des stratégies thérapeutiques potentielles pour renforcer la mémoire immunitaire chez les nourrissons vulnérables.
Considérez l'inosine comme un messager moléculaire. Il se déplace de l'intestin au développement des cellules immunitaires, leur expliquant comment mûrir correctement et se préparer à de futures infections. «
Hitesh Deshmukh, MD, PhD, auteur principal, Chef de la Division de néonatologie à Ur Medicine Golisano Children's Hospital (GCH)
Le projet faisait partie d'une initiative NIH financée par R35 à long terme – qui sont distribuées aux chercheurs expérimentés pour étudier des projets à long terme – pour étudier comment les expositions à la vie précoce façonnent le risque de maladie à vie, notamment l'asthme et les maladies pulmonaires chroniques.
« Nous savons que les antibiotiques peuvent sauver la vie pour les nourrissons, mais ils perturbent également le microbiome lors d'une fenêtre critique de développement immunitaire », a déclaré Deshmukh. « Notre étude identifie une façon dont la perturbation affecte l'immunité pulmonaire, et plus important encore, un moyen de le réparer potentiellement. »
La perturbation affecte finalement la formation de cellules T de la mémoire résidente des tissus, une population spécialisée de cellules immunitaires qui résident dans les poumons et offrent une protection à long terme contre les infections virales. Sans ces cellules, les nourrissons peuvent rester vulnérables aux maladies respiratoires graves bien à l'âge adulte.
« Nous avons découvert que le microbiome intestinal agit comme enseignant pour le système immunitaire en développement », a expliqué DeShmukh. « Lorsque les antibiotiques perturbent ce processus d'éducation naturelle, c'est comme supprimer les chapitres clés d'un manuel: le système immunitaire n'apprend jamais des leçons cruciales sur la lutte contre les infections respiratoires. »
L'étude a comparé les souris nourrissons exposées à des antibiotiques courants (ampicilline, gentamicine et vancomycine – les mêmes fréquemment utilisés chez les femmes et les nouveau-nés enceintes) avec ceux qui ont maintenu leurs bactéries intestinales naturelles. Les différences suivantes ont été trouvées:
- Les souris infantiles exposées aux antibiotiques avaient considérablement réduit les populations de cellules T CD8 + protectrices dans leurs poumons
- Ces souris ont montré une capacité altérée à former des cellules de mémoire résidents tissulaires, des cellules immunitaires spécialisées qui vivent dans les poumons et offrent une protection rapide contre la réinfection
- Les déficits immunitaires ont persisté à l'âge adulte, suggérant des changements permanents au développement immunitaire
En utilisant des échantillons pulmonaires à partir d'une biobanque financée par les NIH gérée par URMC (Brindl Biobank), l'équipe a confirmé que des déficits immunitaires similaires étaient présents chez les nourrissons humains exposés aux antibiotiques. Ces nourrissons ont non seulement montré moins de cellules T de mémoire, mais ont également démontré des modèles d'expression génique similaires aux personnes âgées, qui sont également plus à risque d'infections respiratoires.
Plus important encore, la complétation des souris exposées aux antibiotiques atteints d'inosine a largement rétabli leur capacité à développer des cellules T de la mémoire fonctionnelle et à monter des réponses immunitaires efficaces, offrant une future avenue prometteuse pour les thérapies potentielles.
« Cela suggère que nous pourrions être en mesure de protéger les nourrissons à risque par une supplémentation ciblée », a déclaré Deshmukh. « Bien que beaucoup plus de recherches soient nécessaires avant que cette approche puisse être appliquée cliniquement, elle nous donne un chemin à suivre. »
Les résultats pourraient influencer les recherches futures sur la façon de concevoir des interventions, y compris les compléments alimentaires, les thérapies métabolites ou les stratégies de support de microbiome pour aider les nouveau-nés à développer une mémoire immunitaire plus forte sans se fier uniquement aux antibiotiques ou aux probiotiques risqués. L'étude souligne également l'importance d'équilibrer les avantages vitaux des antibiotiques avec une gestion minutieuse, en particulier pendant les fenêtres sensibles du développement immunitaire.
Deshmukh attribue au néonatologiste GCH Gloria Pryhuber, MD, comme instrumental dans la recherche. Brindl biobank de Pryhuber d'échantillons pulmonaires pour nourrissons, recueillis par un effort financé par le NIH de 15 ans, a permis à l'équipe de tester leurs résultats dans les cellules humaines.
« Ce document n'aurait pas été possible sans la générosité et l'expertise du Dr Pryhuber », a déclaré Deshmukh. « La capacité de comparer les résultats de notre modèle de souris aux cellules humaines était absolument critique. C'était l'une des principales raisons pour lesquelles je suis venu à Rochester (de l'hôpital pour enfants de Cincinnati) – pour collaborer avec elle. »
