Humanmilch Oligosaccharide und perinataler Mikrobentransfer

Das menschliche Mikrobiom, die Gesamtheit der Mikroorganismen in und auf unserem Körper, ist entscheidend für Gesundheit und Wohlbefinden. Eine Entgleisung (Dysbiose) dieser mikrobiellen Gemeinschaft steht in Zusammenhang mit Krankheitsbildern wie Diabetes, Fettleibigkeit, oder entzündlichen Darmerkrankungen. Die Übertragung des Mikrobioms von Mutter zu Kind ist wichtig für die frühe Entwicklung eines gesunden Darmmikrobioms, wird jedoch nicht im Detail verstanden. Zeitpunkt (vor, während, nach der Geburt), Ursprung (von welchen mikrobiellen Gemeinschaften im mütterlichen Körper) und modulierende Faktoren dieser ersten Besiedelung des kindlichen Darms sind nicht genau bekannt. Das mütterliche Mikrobiom verändert sich bereits während der Schwangerschaft, möglicherweise auch in Vorbereitung auf die Übertragung zum Kind. Humanmilch Oligosaccharide (HMOs), bioaktive Zucker in der Muttermilch, können aufgrund ihrer präbiotischen Wirkung die Zusammensetzung mikrobieller Gemeinschaften verändern, und unterstützen so die Entwicklung eines gesunden Darmmikrobioms im Neugeborenen. Wir konnten kürzlich HMOs bereits während der Schwangerschaft im mütterlichen Blut und auch im Nabelschnurblut nachweisen. Dies führte zu der Frage, ob pränatale HMOs auch das Mikrobiom in Schwangeren, und im Weiteren, die Übertragung von Mutter auf Kind verändern können. Unser Ziel ist zu untersuchen, ob HMOs mit der Zusammensetzung und Funktion des mütterlichen Mikrobioms zusammenhängen, und so den Transfer von Mikroben von Mutter zu Kind bei der Geburt beeinflussen können. In Ziel 1 werden wir Zusammenhänge von pränatalen HMOs mit der Zusammensetzung des Mikrobioms verschiedener Körperstellen der Mutter (Vagina, Darm etc.) direkt vor der Geburt, sowie des Kindes unmittelbar nach der Geburt und innerhalb der ersten Lebenstage untersuchen. In Ziel 2 werden wir Zusammenhänge von HMOs und der Funktion des mütterlichen und kindlichen Mikrobioms mittels Metabolom- und Metatranscriptomanalysen untersuchen. Diese Studie wird als Beobachtungsstudie an gesunden Schwangeren an der Frauenklinik der Medizinischen Universität Graz durchgeführt werden. Mütterliche Proben (Blut, Harn, Speichel, Stuhl) werden kurz vor der Geburt gesammelt, Fruchtwasser (bei Kaiserschnitten), Muttermilch und Proben vom Neugeborenen (Abstriche von der Mundhöhle und Stuhlproben) bei der Geburt, oder kurz darauf. Wir werden die Zusammensetzung des Mikrobioms der mütterlichen und kindlichen Proben mittels Next Generation Sequencing (NGS) analysieren, und die HMO Konzentration und Zusammensetzung mittels Hochleistungsflüssigkeitschromatographie messen. Assoziationsstudien werden zeigen, ob HMOs mit der Zusammensetzung des Mikrobioms korrelieren. Source Tracking wird klären, aus welchen mütterlichen Quellen kindliche Mikroben stammen. Um Zusammenhänge von HMOs und der Funktion des Mikrobioms zu untersuchen, werden wir Metabolom und Transkriptom der entsprechenden mikrobiellen Gemeinschaften analysieren und Assoziationen mit HMOs untersuchen. Resultate dieser Studie werden grundlegende Einblicke in den Mikrobentransfer von Mutter zu Kind gewähren, und möglicherweise eine neue Rolle für HMOs in diesem Prozess aufzeigen. Falls bestimmte HMOs mit einem günstigen Mikrobiomprofil in Schwangeren oder Neugeborenen korrelieren, können künftige Studien HMOs als neue, sichere Präbiotika in der Schwangerschaft untersuchen, um eine Dysbiose im Neugeborenen vorzubeugen.