Yenidoğanlar, adaptif bağışıklık sistemini henüz tam olarak geliştirememiş olmaları nedeniyle dış ortamda bulunan patojenlere karşı savunmasızdır. Ancak, doğal savunma mekanizmalarını güçlendiren ve bağışıklık sistemini destekleyen bir kaynak olarak anne sütü, bu zayıflığı telafi etmektedir. Anne sütü, yenidoğanların bağışıklık sistemini güçlendiren bir dizi aktif bileşen içermekte olup, özellikle bağırsak mikrobiyotasının düzenlenmesi ve korunmasında önemli rol oynamaktadır. Bu çalışmada, anne sütündeki bu aktif bileşenlerin eksikliğinin fare yavrularının bağırsak mikrobiyotasını nasıl etkilediği ve doğal bağırsak patojenlerine karşı savunmasız hale getirebildiği incelenmiştir.
Dongqing Xu ve ekibi, sütten kesilmiş fare yavrularının bağırsak mikrobiyotasının, doğal bir bağırsak patojeni olan Citrobacter rodentium (CR)’a karşı savunmasız ve bu durumun ölüme neden olduğunu gözlemlemiştir. Araştırma, C3 bileşeninin, kompleman sisteminin koruyucu rolünde kritik bir işlevi olduğunu ortaya koymuştur. Özellikle, C1 kompleksi yoluyla başlatılan kompleman aktivasyonunun, CR’ye karşı savunmada önemli olduğu ve lektin ile alternatif yolların etkisinin sınırlı olduğu bulunmuştur. Farelerin, CR ile enfekte olduktan sonra bağırsak bariyerinde hasar ve sistemik yayılma yaşadığı gözlemlenmiştir. Vahşi tip (WT), C1qc-/- ve C3-/- farelerin bağırsak morfolojisi ve histolojisinin benzer olması, C3 eksikliğinin emzirme dönemindeki yavruların çevresel maruziyete karşı korunmasız olduğunu vurgulamaktadır. Ayrıca, WT farelerin yavrularının CR enfeksiyonundan etkilenmediği gözlenirken, C1qc-/- ve C3-/- fare yavrularının büyüme geriliği, şiddetli ishal ve yüksek ölüm oranlarıyla karşı karşıya kaldığı belirlenmiştir.
Farelerde, anne sütündeki tamamlayıcı bileşenlerinin yoğunluğu, bağırsak mikrobiyotasındaki Staphylococcus türlerinin büyümesini etkileyebilmektedir. Bu durum, C1qc-/− ve C3-/− farelerde Staphylococcus fazlalığının, bağırsak mikrobiyotasındaki farklılıklarla ilişkili olduğu ve bu durumun CR enfeksiyonuna duyarlılığı etkilediği şeklinde gözlemlenmiştir. Anne sütündeki tamamlayıcı bileşenlerin, yavruların ince bağırsağına girmeden önce Staphylococcus bolluğunu sınırlayarak bağırsak mikrobiyotasını etkilediği öne sürülmüştür. Bu bulgular, anne sütündeki bileşenlerin bağırsak mikrobiyotası üzerindeki etkisinin, farelerin bağırsak sağlığı ve enfeksiyon duyarlılığı açısından önemli olduğunu ortaya koymaktadır.
WT sütünden elde edilen peynir altı suyu, S. lentus B3 bakterisinin büyümesini engellerken, C1qc-/− veya C3-/− sütünden elde edilen peynir altı suyu inhibisyon göstermemiştir. Bu durum, insan anne sütündeki tamamlayıcı bileşenlerin, S. lentus B3‘ü öldürmek için C1’e bağımlı bir basamakta aktive olduğunu ve bakteriyel hücre zarında C5b-9 (MAC) birikmesine neden olarak bakteriyel ölüme yol açtığını göstermektedir. İnsan peynir altı suyundaki antikorların rolünü belirlemek amacıyla IgG ve IgM‘nin tüketilmesi sonucunda, antikorların S. lentus B3‘te C1’e bağımlı kompleman aktivasyonunu başlatmadığı ve bakteriyel ölüme yol açan MAC birikimini etkilediği gözlemlenmiştir. Bununla birlikte, fare anne sütündeki kompleman aktivasyonunun antikordan bağımsız ve C1’e bağımlı olduğu ve farelerden elde edilen peynir altı suyunun S. lentus B3‘ün öldürülmesine neden olduğu belirlenmiştir. Bu bulgular, süt bileşenlerinin bakteriyel enfeksiyonlara karşı doğal savunma mekanizmalarını nasıl etkilediğini ve özellikle kompleman sisteminin rolünü vurgulamaktadır.
Sonuç olarak, anne sütündeki tamamlayıcı bileşenlerin, salgı antikorlarının üretimini etkilemeksizin farelerin bağırsak mikrobiyotasını tetikleyen CR enfeksiyonuna karşı koruyucu bir rol oynadığı bulunmuştur. Sütten kesilmiş farelerde, tamamlayıcı eksikliğinin CR enfeksiyonuna karşı savunmasızlığa yol açtığı gözlenirken, bağırsak kommensal mikrobiyotanın aktarımının ise enfeksiyona karşı direnç sağladığı belirlenmiştir. Bu durum, bağırsak mikrobiyotasının bileşiminin, farelerin CR enfeksiyonuna duyarlılığını belirlemede kritik bir faktör olduğunu ortaya koymaktadır.
Yazar: Çağla Özcan
Editör: Elif Duymaz
Referans: Xu, D., Zhou, S., Liu, Y., Scott, A. L., Yang, J., & Wan, F. (2024). Complement in breast milk modifies offspring gut microbiota to promote infant health. Cell, S0092-8674(23)01384-3. Advance online publication. https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.12.019
-Bioinforange Bilimsel Haber Servisi-
Haber Yazıları, 20> Etki Faktörlü Q1 dergilerinde yayınlanan (listesi için tıklayınız)
bilimsel araştırmaların ekip arkadaşlarımız tarafından incelenip derlemesi ile hazırlanmaktadır.
MSc. Bioengineering
BSc. Mathematics