Eine neue Studie, die in Nature Communications veröffentlicht wurde, liefert eines der bisher detailliertesten Bilder davon, wie unterschiedliche Kombinationen von Bakterien in der Muttermilch zur Zusammensetzung des Darmmikrobioms von Säuglingen beitragen.
Kartierung des Milchmikrobioms
Das Mikrobiom der Muttermilch ist bekanntermaßen schwer zu analysieren, da der hohe Fettgehalt und die relativ geringe Bakterienlast der Milch die Extraktion des Genommaterials erschweren.
„Muttermilch ist die empfohlene alleinige Nahrungsquelle für Säuglinge in den ersten Lebensmonaten, doch wichtige Fragen zum Mikrobiom der Muttermilch blieben unbeantwortet, da die analytischen Herausforderungen enorm sind“, so Erstautorin Dr. Pamela Ferretti, Postdoktorandin im Blekhman-Labor der Universität Chicago. „Wir haben uns dieser Aufgabe angenommen, da unsere Zusammenarbeit eine einzigartige Gelegenheit bot, wichtige Ressourcen zu bündeln.“
Zu diesen Ressourcen gehörten Hunderte von Milchproben, die im Rahmen der Studie „Mothers and Infants LinKed for Healthy Growth“ (MILk) gesammelt wurden . Diese Studie wurde von Dr. Ellen Demerath an der University of Minnesota und Dr. David Fields am Oklahoma University Health Sciences Center geleitet. An der University of Chicago verfügten Ferretti und ihre Kollegen über metagenomische Werkzeuge und umfassende Erfahrung mit Mikrobiomdaten, insbesondere über Ferrettis spezifische Expertise im Bereich des Säuglingsmikrobioms und der Übertragungsanalyse. In ihren vorherigen Forschungen untersuchte sie, wie verschiedene Körperstellen der Mutter – wie Mund, Haut und Vaginalhöhle – zum Säuglingsmikrobiom beitragen.
Die Forscher analysierten 507 Muttermilch- und Stuhlproben von 195 Mutter-Kind-Paaren und stellten fest, dass die Muttermilch eine spezifische Mischung von Bakterienarten enthielt, die von Bifidobakterien dominiert wurde, darunter Bifidobacterium longum , B. breve und B. bifidum . Mehr als die Hälfte der Milchproben enthielt B. longum , eine Bakterienart, die in über 98 % der Darmmikrobiome der Säuglinge vorkommt.
„Obwohl B. longum als weit verbreitetes Bakterium im Darm von Säuglingen gut dokumentiert ist, war es überraschend, eine so starke Präsenz dieser Spezies in den Muttermilchproben zu finden, da frühere Milchuntersuchungen hauptsächlich andere Bakterienarten wie Staphylococcus und Streptococcus nachgewiesen hatten “, sagte Ferretti. „Wir gehen davon aus, dass diese Ergebnisse eine Neubewertung in diesem Forschungsgebiet anstoßen werden.“
Die Rückverfolgung von Mikroben von der Muttermilch bis zum Darm des Säuglings
Die meisten bisherigen Studien zur Analyse bakterieller DNA in Muttermilch nutzten eine relativ kostengünstige und schnelle Methode namens Amplikonsequenzierung. Diese Methode untersucht für jedes Experiment eine begrenzte Anzahl vorab festgelegter Genombereiche. Sie eignet sich gut zur effizienten Identifizierung von Bakterienarten in einer gemischten Probe, lässt aber den größten Teil des bakteriellen Genoms unerforscht.
„Metagenomische Analysen sind kniffliger und komplizierter, aber sie haben sich wirklich gelohnt, weil sie es uns ermöglichten, Informationen auf der Ebene verschiedener Bakterienstämme zu erhalten – was von entscheidender Bedeutung ist, denn nur auf dieser Ebene können wir tatsächlich behaupten, etwas über die Übertragung zu wissen“, sagte Ferretti.
In der Studie wurden 12 Fälle beschrieben, in denen der gleiche Erregerstamm sowohl in der Muttermilch als auch im Darm des Säuglings gefunden wurde. Dies ist ein sehr starker Hinweis darauf, dass die Übertragung vertikal über das Stillen erfolgt.
Einige dieser nachgewiesenen Bakterienstämme waren nützliche Kommensalen wie B. longum und B. bifidum , die die Verdauung von Muttermilchzucker unterstützen und eine gesunde Darmentwicklung fördern. Andere hingegen waren Krankheitserreger – Mikroben wie E. coli und Klebsiella pneumoniae , die bei gesunden Menschen harmlos leben können, unter bestimmten Bedingungen aber Infektionen auslösen können. Die Autoren weisen darauf hin, dass alle Mütter und Säuglinge in der Studie gesund waren. Dies deutet darauf hin, dass das Vorhandensein dieser Bakterienarten in der Muttermilch nicht zwangsläufig auf eine Krankheit hinweist, sondern vielmehr die mikrobielle Vielfalt widerspiegelt, die beim Stillen übertragen werden kann.
