Сцеживание изменило микробиоту грудного молока
Канадские ученые выяснили, что на микробиоту грудного молока женщины влияет несколько различных факторов, самый значимый из которых — способ вскармливания. Так, изучив почти 400 образцов молока, они показали, что в молоке женщины, которая пользуется молокоотсосом для сцеживания, больше патогенных бактерий и меньше бифидобактерий. Статья опубликована в журнале Cell Host & Microbe.
В первые несколько месяцев жизни ребенок питается грудным молоком или специальной смесью, по составу похожей на грудное молоко. Как и в любой человеческой жидкости, в грудном молоке есть бактерии, которые помогают создать микробиоту кишечника младенца. Тем не менее, микробиота самого грудного молока может зависеть от множества различных факторов, включая питание матери, ее физическое и психическое состояние.
Ученые под руководством Меган Азад (Meghan Azad) из Детского госпиталя Исследовательского института в Манитобе (Канада) решили изучить эти факторы подробнее. В их исследовании приняли участие 393 молодые кормящие матери, которые предоставили образцы своего грудного молока, а также данные о себе (индекс массы тела, возраст, пищевые привычки, раса), ребенке (пол, метод и срок рождения, вес при рождении, наличие сиблингов и прием антибиотиков) и предпочитаемом методе кормления.
Основную микробиоту грудного молока женщин составляли протеобактерии (около 67 процентов) и фирмикуты (около 24 процентов): из них чаще всего встречались бактерии стрептококки, стафилококки и ралстония. При этом молоко разных женщин значительно отличалось между собой по составу микробиоты.
Среди факторов, от которых зависел состав микробиоты грудного молока, ученые выделили наличие двух старших сиблингов ребенка, его пол и индекс массы тела матери. Наиболее значимым фактором, от которого зависел состав микробиоты грудного молока, оказался метод вскармливания: обычное грудное вскармливание или сцеживание молока с помощью молокоотсоса. В частности, в грудном молоке женщин, которые для кормления пользуются молокоотсосом, наблюдалось большее количество энтеробактерий, которые включают в себя известные патогены вроде сальмонеллы и кишечной палочки. При этом «полезные» бактерии из рода бифидобактерий (антагонисты к патогенным бактериям) встречались в таком молоке реже.
Авторы отмечают, что, несмотря на то, что они обнаружили значимые отличия между молоком, полученным естественным путем, и молоком, полученным при помощи сцеживания через молокоотсос, и пришли к выводу, что микробиота сцеженного молока может быть потенциально более опасной для ребенка, сделать выводы о его влиянии на здоровье младенца нельзя. Для этого необходимо далее проводить исследования, изучающие влияние различных практик грудного вскармливания на здоровье и развитие ребенка.
Несколько лет назад ученые выяснили, что антибактериальными свойствами обладают содержащиеся в грудном молоке олигосахариды: в частности, они ограничивают формирование пленок у некоторых видов стрептококков.
Елизавета Ивтушок
Для создания электрогенетического интерфейса использовали человеческие белки
Швейцарские исследователи разработали систему для искусственного управления экспрессией генов с помощью электрогенетического интерфейса, приводимого в действие постоянным током. В эксперименте с его помощью удалось контролируемо синтезировать инсулин пересаженными человеческими клетками в организме крысы, больной сахарным диабетом. Отчет о работе опубликован в журнале Nature Metabolism. Средства современной синтетической биологии позволяют создавать сложные генетические контуры управления клеткой, которые могут выполнять функции осцилляторов, таймеров, модулей памяти, линейных пропускателей, реле и сумматоров. В экспериментах они позволяли контролировать модели различных медицинских состояний, включая рак, бактериальные инфекции, хроническую боль и сахарный диабет. Как правило, такие контуры содержат генетический выключатель, который реагирует на низкомолекулярные соединения, но их применение ограничивают биодоступность, фармакодинамика и побочные эффекты. Поэтому в последнее время различные научные группы испытывают физические триггеры, реагирующие на свет, тепло, магнитные поля и радиоволны, однако их использование также ограничено биодоступностью, использованием нефизиологических кофакторов и возможной цитотоксичностью. Чтобы преодолеть эти ограничения, сотрудники базельского Научно-инженерного отделения биосистем (D-BSSE) Высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) под руководством Мартина Фуссенеггера (Martin Fussenegger) выбрали в качестве управляющего воздействия электрический ток. Низковольтный постоянный ток, подаваемый по электродам, быстро генерирует в тканях свободные электроны и радикалы, приводящие к образованию активных форм кислорода в низких, не цитотоксических концентрациях. Авторы работы взяли за основу человеческий Kelch-подобный ECH-связанный белок 1 (KEAP1), модулирующий иммунный противоопухолевый ответ. В обычных условиях он секвестрирует фактор транскрипции NRF2 и направляет его на разрушение протеасомами. При повышении концентрации активных форм кислорода он высвобождает NRF2, который перемещается в ядро клетки и связывается с элементами антиоксидантного ответа (ARE). Кратковременного действия тока от бытового элемента питания оказалось недостаточно для активации KEAP1/NRF2, однако их эктопическая постоянная экспрессия давала достаточный ответ. Исследователи ввели в клетки человеческих эмбриональных почечных клеток (HEK293) на вирусных векторах гены KEAP1, NRF2 и репортерного конструкта, кодирующего модельный гликопротеин SEAP (человеческую плацентарную секреторную щелочную фосфатазу) и управляющий ее секрецией синтетический промотор, содержащий оператор ARE. Полученная система, названная DART (DC-actuated regulation technology, технология регуляции с постоянным током в качестве актуатора), надежно вырабатывала искомый белок под действием тока из электродов в питательной среде, не вызывая других изменений в транскриптоме и цитотоксичности. Экспериментальным путем было показано, что оптимально 10-секундное воздействие тока напряжением 4,5 вольта от трех бытовых батареек АА или ААА. В качестве подтверждения концепции авторы работы ввели в клеточную линию, полученную из человеческих мезенхимальных стволовых клеток конструкт DART, вырабатывающий инсулин. Монослой таких клеток в гелевой капсуле поместили под кожу спины мышей, страдавших сахарным диабетом 1 типа. Их стимуляцию проводили током от трех батареек АА с помощью стандартных одобренных ВОЗ и FDA акупунктурных электродов ежедневно в течение 10 секунд. На второй день уровень глюкозы в крови животных пришел в норму и оставался на этом уровне в течение четырех недель эксперимента. Метаболические показатели при этом можно было регулировать, изменяя напряжение тока, продолжительность стимуляции и частоту сеансов. Исследователи рассчитывают, что DART откроет возможность для создания носимых электронных устройств для прямого управления метаболическими вмешательствами. По их мнению, электрогенетические интерфейсы представляют собой недостающее звено на пути к полной совместимости и интероперабельности электронных и генетических систем. В 2017 году американским биотехнологам удалось применить электрический ток для управления генами кишечной палочки (Escherichia coli). Для этого они использовали белок SoxR, который помогает бактерии справляться с окислительным стрессом.