Long-term impact of gestational and early-life dietary habits on infant gut immunity and disease risk.
Dit project heeft onderzoek gedaan naar de ontwikkeling van de darmmicrobiota van jonge kinderen. Zowel fecale monsters van Franse, Italiaanse en Spaanse kinderen zijn geanalyseerd op chemische en microbiële samenstelling. Het onderzoek identificeerde meer dan 700 biochemische stoffen en op basis van metaboloomprofielen konden vier verschillende clusters worden geïdentificeerd. Land van herkomst had een significante invloed op de metabolomics-gebaseerde clustering. De metabolietprofielen konden ook worden gerelateerd aan drie clusters die op basis van microbiotacompositie waren geïdentificeerd. Er werd een relatie gevonden tussen het darmmicrobioom en biochemische profielen en geboortewijze. Er werd ook laboratoriumonderzoek gedaan naar de effecten van humane melk oligosacchariden op het darmmicrobioom van zuigelingen en de microbiële vorming van korte keten vetzuren en secundaire galzuren. Toekomstig onderzoek zal gericht zijn op relaties met allergie en astma.
Verslagen
Eindverslag
Het EarlyFood-project had als doel de relatie tussen de voeding van de moeder, de samenstelling van moedermelk, de microbiota van de darmen van zuigelingen en de ontwikkeling van het immuunsysteem te onderzoeken. De bijdrage van TNO richtte zich op metabolomics, waarbij de metabolische samenstelling van moedermelk en fecesmonsters van zuigelingen werd geanalyseerd. Tevens zijn in vitro-onderzoeken uitgevoerd naar de modulerende invloed van moedermelk en toxines op de microbiota van de darmen van zuigelingen. Het project werd geconfronteerd met uitdagingen bij het verkrijgen van monsters, maar het team slaagde erin een dataset te genereren die de metabole inhoud van meer dan 200 meconium-/fecesmonsters beschrijft, waaronder het identificeren van clusters op basis van microbiota-samenstelling en het afleiden van een redelijk classificatiemodel voor de geboortewijze. In vitro-experimenten toonden interindividuele verschillen in microbiële gemeenschapssamenstelling en metabolietproductie gerelateerd aan HMO-afbraak. De bevindingen van het project dragen bij aan het begrip van de rol van vroege voeding bij de ontwikkeling van de darm- en immuunsysteem van zuigelingen.
Het Earlyfood-project had als doel om de rol van voeding in de vroege levensfase op de ontwikkeling van het darmmicrobioom en het immuunsysteem te onderzoeken. TNO richtte zich binnen dit project op metabolomics. Het doel was om een diepgaande analyse uit te voeren van de metabolische samenstelling van moedermelk, feces van zuigelingen en in vitro studies naar het modulerende effect van moedermelk en toxines op het darmmicrobioom van zuigelingen. Er werden metabolome profielen vastgesteld van ontlastingswater- en moedermelkmonsters afkomstig van uitgebreid gefenotypeerde zuigelingen en moeders uit de HEALS-cohort. Vanwege verschillende beperkingen was het totale aantal beschikbare monsters lager dan verwacht. In totaal werden 302 ontlastingswatermonsters onderworpen aan metaboloomanalyse, bestaande uit alle beschikbare meconiummonsters (n=200) en follow-upmonsters (40 moeder- en 62 kindmonsters). De dataset omvat meer dan 700 organische verbindingen die werden gedetecteerd in de meconiummonsters van zuigelingen, en er konden vier duidelijke clusters worden geïdentificeerd. Verschillen in land van herkomst (Frankrijk, Italië, Spanje) hadden een significante bijdrage aan de metabolomics-gebaseerde clustering. De metabolietprofielen konden ook worden gematcht aan drie clusters op basis van microbiota-samenstelling. Verder hebben we een redelijk classificatiemodel afgeleid voor de geboortemethode, waarbij 48 metabolieten cesarian van natuurlijke geboorte onderscheiden. We waren echter niet in staat om een acceptabel classificatiemodel af te leiden voor het type voeding (borstvoeding of flesvoeding) of voor allergieën. Verder onderzoek is gaande. Daarnaast hebben we ons gericht op het onderzoeken van de impact van 2’-fucosyllactose en 6’-sialyllactose op de groei- en metabole dynamiek van drie individuele fecale microbiota's en een fecale pool gedurende de incubatie van 48 uur in een in vitro model. In deze studie hebben we de dynamiek van de microbieel gemeenschap geanalyseerd na 15, 24 en 48 uur incubatie. We keken specifiek naar de afbraak van de substraten van humane melk oligosacchariden (2'-FL en 6'-SL), de productie van korte keten vetzuren en secundaire galzuren. De HMO's 2'-FL en 6' SL werden door alle geteste microbiota binnen de eerste 15 uur van incubatie afgebroken. We hebben een diepgaande analyse uitgevoerd van de microbieel gemeenschapsdynamiek gedurende de 48 uur incubatie en significante inter-individuele verschillen geïdentificeerd in de samenstelling van de microbieel gemeenschap en de productie van metabolieten gedurende incubatietijd. De resultaten geven aan dat in vitro-tools zoals de i-screen verder ontwikkeld en toegepast kunnen worden om de dynamiek van de microbiële gemeenschap in de darmen van zuigelingen te bestuderen en te voorspellen met betrekking tot de gezondheid. De resultaten van het project dragen bij aan ons begrip van de rol van vroege voeding bij de ontwikkeling van het darmmicrobioom en het immuunsysteem. Uit de resultaten blijkt dat metabolomics gebruikt kan worden om onderscheidende metabolische profielen te identificeren en verschillen in microbiële samenstelling op basis van geboortemodus en land van herkomst. We hebben aangetoond dat humane melk oligosacchariden belangrijk zijn bij het vormgeven van het darmmicrobioom en bij de productie van korte keten vetzuren en secundaire galzuren. Deze bevindingen kunnen bijdragen aan de ontwikkeling van dieetinterventies en gepersonaliseerde voedingsstrategieën om een gezonde ontwikkeling van het darmmicrobioom en de immuunfunctie in de vroege levensfase te bevorderen.