L'exposition maternelle aux métaux recâble l'intestin et les gènes de résistance du nourrisson

L'exposition maternelle aux métaux recâble l'intestin et les gènes de résistance du nourrisson

De nouvelles recherches montrent comment les métaux traces auxquels les mères sont exposées pendant la grossesse peuvent façonner les bactéries intestinales, les voies métaboliques et même la résistance aux antibiotiques de leur bébé, affectant potentiellement sa santé tout au long de sa vie.

Dans une étude récemment publiée dans la revueCommunication naturelleSUn groupe de chercheurs a examiné comment l’exposition prénatale aux oligo-éléments influence les profils des gènes de résistance au microbiome, au métabolome et aux antibiotiques au cours de la première année de vie.

Il est important de noter que ces résultats sont basés sur des associations observationnelles et n’établissent pas de causalité. Des facteurs de confusion non mesurés ou d'autres expositions environnementales peuvent également influencer les relations observées.

arrière-plan

À la naissance, les intestins d’un nouveau-né sont une page vierge ; En quelques jours, cela devient un écosystème microbien complexe. Cette colonisation précoce est cruciale car le microbiome intestinal influence tout, de la digestion à l’immunité. L’accouchement vaginal, l’allaitement et les expositions environnementales influencent 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 la barrière placentaire. Ces oligo-éléments ont été associés à des dommages neurodéveloppementaux, mais leurs effets sur le microbiome de l'enfant ne sont pas clairs. Les méthodes actuelles d’étude de l’exposition prénatale sont souvent invasives. Par conséquent, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour examiner comment les indicateurs non invasifs tels que les cheveux maternels reflètent les expositions qui ont un impact sur la santé des jeunes enfants.

À propos de l'étude

Les métabolites intestinaux du nourrisson ont changé de façon spectaculaire lorsque les aliments solides ont été introduits : alors que les nouvelles mentionnent des changements de métabolites, l'article montre une différence frappante de taille : au cours de l'expansion des métabolites, seuls 56 métabolites ont changé de manière significative entre 3 et 6 mois, mais 515 ont changé entre 6 et 12 mois lorsque les régimes ont été élargis.

Les chercheurs ont recruté 146 couples mère-enfant en Chine et collecté des échantillons de cheveux maternels six semaines après la naissance pour évaluer l'exposition prénatale à 12 oligo-éléments, dont l'arsenic, le plomb, le mercure, le sélénium et le cuivre. Des échantillons de selles du nourrisson et de la mère ont été collectés à trois moments, environ 3, 6 et 12 mois après l'accouchement, pour le séquençage du gène de l'acide ribonucléique (ARN) ribosomal 16S, l'analyse métagénomique et le profilage métabolomique. Au total, 353 échantillons de selles ont été séquencés, dont 65 analysés par métagénomique et 198 analysés par métabolomique. Des données sur des 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 tels que 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'oligoéléments 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 à l'aide d'approches métagénomiques. Les analyses métabolomiques ont identifié plus de 3 800 métabolites dans des échantillons de selles, et les corrélations entre les taxons microbiens et les métabolites ont été examinées à l'aide de la corrélation de Spearman. Le développement du microbiome intestinal du nourrisson a été suivi au fil du temps et comparé aux profils maternels. Les abondances différentielles de microbes et de métabolites ont été évaluées à l'aide d'une analyse discriminante linéaire, et les données ont été ajustées pour des comparaisons multiples afin de garantir l'exactitude statistique.

Résultats de l'étude

Le microbiome intestinal du nourrisson connaîtra un développement significatif au cours de la première année, passant d'un environnement dominé par la communauté.BifidobactérieEtEscherichia shigellaà celui qui ressemble de plus en plus à l'intestin de la mère. La diversité microbienne, initialement chez les nourrissons, a augmenté avec le temps. Alors que les microbiomes maternels sont restés relativement stables, les microbiomes des nourrissons ont montré des changements dynamiques, en particulier entre 6 et 12 mois. Après 12 mois, la composition des communautés microbiennes des enfants a convergé plus étroitement vers celle de leurs mères, indiquant un changement.

Le mode de livraison et les habitudes alimentaires ont joué un rôle crucial dans la formation des premières communautés microbiennes. Le prélèvement soutenu par Pünne était associé à des indices de diversité plus élevés. L'allaitement maternel a également influencé de manière significative la composition bactérienne. Cependant, ces effets ont diminué au bout de 12 mois, ce qui indique que d'autres facteurs, tels que l'alimentation, ont progressivement atténué les influences environnementales.

Lactose spécifique associé aux premières bactéries : l'étude a identifié le lacto-N-fucopentaose III, un glucide abondant dans le lait maternel, qui diminue de manière significative après 3 mois et est étroitement lié à la présence (ou au déclin) de bactéries telles que les bifidobactéries et les streptocoques.

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 associés à une diversité réduite. Chez les nourrissons de sexe masculin, l’exposition au manganèse a augmenté la richesse microbienne, tandis que chez les nourrissons de sexe féminin, le mercure a diminué la diversité. Certaines associations n'ont été observées que dans certains contextes, tels que : Par exemple, une diversité accrue avec l'exposition à l'arsenic de nourrissons nourris avec des forceps ou des associations positives entre l'exposition au fer et la diversité microbienne chez les nourrissons nourris de manière mixte. Tous les oligo-éléments n’ont pas montré d’associations statistiquement significatives dans la cohorte générale. Une analyse stratifiée a en outre montré que des expositions spécifiques affectaient différemment la diversité microbienne en fonction du mode d'administration et du modèle d'alimentation.

Lorsque l’on compare les groupes présentant une exposition faible, moyenne et élevée aux oligo-éléments, le cuivre se démarque. Une exposition prénatale élevée au cuivre a entraîné une diversité microbienne significativement plus faible après 3 mois, bien que cet effet ait diminué avec le temps. Les taxons bactériens changent également en réponse aux expositions. Par exemple, l’exposition à l’aluminium a augmentéBifidobactériesEtCutibactériesmais n'a pas modifié la diversité microbienne. L'exposition au manganèse et au plomb a modifié les niveaux deÉrysipélatoclostridiumEtRuminococcus gnavus. L'exposition au fer était associée à une diminutionEntérocoqueabondance.

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 le lacton-n-fucopentaose III, étaient associés à des taxons bactériens spécifiques, notammentStreptocoqueEtBlautia. L'exposition prénatale au sélénium et au cadmium était associée à des modifications des concentrations de métabolites, ce qui suggère que les oligo-éléments influencent non seulement la composition microbienne mais également la fonction microbienne.

Les éléments traces ont également façonné les profils génétiques de résistance aux antibiotiques. Au total, 263 Args ont été identifiés. Les nourrissons présentaient une fréquence plus élevée de gènes de résistance aux tétracyclines et aux fluoroquinolones, tandis que les mères présentaient une fréquence plus élevée de gènes de résistance aux macrolides et au lincosamide. Les expositions au cuivre et à l'arsenic étaient associées à des paramètres accrus tels que la pompe d'efflux d'aminosides D (ACRD) et la sous-unité B du transporteur multidrogue (MDTB), en particulier à l'âge de 6 mois. Malgré certains chevauchements, les profils des nourrissons diffèrent de ceux de leurs mères, même si une convergence a été observée au fil du temps. Certaines associations entre les éléments traces et les profils Arg n'étaient statistiquement significatives que dans certains groupes d'âge ou catégories d'exposition.

Conclusions

Le microbiome maternel est resté remarquablement stable : alors que les microbiomes des nourrissons ont changé de manière dynamique, l'étude montre que les communautés intestinales de la mère ont montré peu de différence tout au long de la première année après la naissance, créant un contraste frappant avec le développement de leurs nourrissons.

En conclusion, cette étude montre que l’exposition prénatale à des oligo-éléments tels que le sélénium, le cuivre, le manganèse et l’arsenic modifie de manière significative le microbiome intestinal, le métabolome et les profils génétiques de résistance aux antibiotiques chez les nourrissons. Ces changements peuvent être détectés dès trois mois et continuent de se développer au cours de la première année de vie.

Les résultats mettent en évidence l’importance des expositions environnementales prénatales dans le développement intestinal précoce et leur impact potentiel sur les résultats de santé à long terme. L'échantillonnage non invasif des cheveux maternels constitue une méthode précieuse pour surveiller ces expositions.

Compte tenu des observations de l’étude, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour établir des relations causales et identifier les mécanismes sous-jacents. Une intervention précoce visant à réduire les expositions nocives pourrait favoriser un développement plus sain du microbiome et potentiellement réduire les risques de maladies futurs.

Sources :