Bedre børnevaccination med Big Data: Ny forskning kortlægger nyfødtes komplicerede første uge

Ny forskning kan føre til bedre børnevaccinationer i fremtiden. Den første uge af nyfødtes liv er en tid med hurtig biologisk forandring, hvor barnet tilpasser sig til livet uden for livmoderen udsat for nye bakterier og virus. Men overraskende lidt er kendt om disse tidlige ændringer.

Et internationalt forskningsprojekt med deltagelse af Aalborg Universitet (AAU) og ledet af Boston Children’s Hospital, Harvard Medical School i USA har udviklet en banebrydende ny teknik til at få enorme mængder data fra en lille blodprøve, hvilket har skabt den mest detaljerede viden om nyfødte til dato.

- Vores viden om immunsystemets udvikling i de første uger efter fødsel er yderst begrænset. Den nye teknik som vi har anvendt på blodprøver fra en gruppe nyfødte åbner for ny viden om immunsystemets helt tidlige udvikling hvor fundamentet dannes. Vacciner er en af de mest effektive behandlingsformer vi har mod infektioner, og på sigt vil resultaterne potentielt kunne bruges til at forbedre vaccinerne, siger Tue Bjerg Bennike, adjunkt ved AAU.

Ny viden kan give bedre vacciner

Tue Bjerg Bennikes rolle i projektet har været at beskrive immunsystemets udvikling ved at se på, hvilke proteiner som kan findes i en enkelt dråbe blod. Forsøgene har han først udført i SteenLab ved Boston Children’s Hospital, og fortsætter nu arbejdet i Laboratoriet for Medicinsk Massespektrometri ved AAU.

Forskningsprojektet, der blev offentliggjort tirsdag i Nature Communications, kortlægger molekylære ændringer i den første uge af det nyfødte liv, herunder hvilke gener der er aktiveret, hvilke proteiner der laves, og hvilke metabolitter der ændrer sig. Projektet beskriver udviklingen i den første uge af et spædbarns liv, og fremmer forståelsen af nyfødtes sundhed, immunsystemets udvikling og især vacciners indvirkning på nyfødte.

- De fleste infektioner opstår tidligt i livet, og nyfødte har både størst modtagelighed og de værste resultater. Dette arbejde giver et værdifuldt vindue til sundhed og sygdom i den første uge af livet, siger Ofer Levy fra Boston Children's Hospital som medforfatter til rapporten.

Lille blodprøve, stor viden

Tidligere forsøg på at indsamle data om nyfødte har været begrænset af problemet med at opnå en tilstrækkelig stor blodprøve fra en lille nyfødt. Holdet overvandt denne udfordring med nye teknikker udviklet af bl.a. University of British Columbia (UBC).

Ved hjælp af sofistikeret software og statistik til analyse af komplekse data fra mindre end en kvart teskefuld blod, fandt UBC-laboratorierne tusindvis af ændringer i løbet af den første uge af barnets liv, herunder ændringer i genekspression og proteiner i immunforsvaret, såsom interferoner, neutrofile funktion og komplementveje.

"Nøglen til vores analyse var at sammenligne hvert spædbarns prøve fra dag 1, dag 3 og dag 7 med deres tilstand på fødselsdagen. Sådan opdagede vi dramatiske molekylære ændringer," siger Tue Bjerg Bennike

Bedre vacciner til børn

Undersøgelsen etablerer en basislinje for sundhed og sygdom i det tidlige liv, der kan hjælpe med at måle reaktioner på vigtige medicinske interventioner og virkningen af faktorer som kost, sygdom og moderens sundhed. Forskerne fokuserede især på virkningen af vacciner. Nyfødtes reaktion på vacciner adskiller sig fra ældre børn og voksnes, og den viden er afgørende for at optimere fordelene ved vacciner i det tidlige liv.

”Opdagelsen af vacciner er en fantastisk bedrift som hvert år redder tusindvis af liv. Vi prøver at øge vores molekylære indsigt i immunsystemets udvikling og vaccinefunktionen i det tidlige liv, så vi kan udvikle endnu bedre spædbarnsvacciner i fremtiden.” siger Tue Bjerg Bennike.

Undersøgelsen blev delvist støttet af NIH's National Institute of Allergy and Infectious Diseases som en del af Human Immunology Project Consortium og af Precision Vaccines Programme. Hovedforfatterne er Amy Lee, Casey Shannon og Nelly Amenyogbe fra UBC; Tue Bennike fra Aalborg Universitet; Joann Diray-Arce fra Boston Children's og Olubukola ("Bukky") Idoko fra LSHTM / MRC-Gambia. Medforforfatterne er Van den Biggelaar, Steen, Tebbutt, Kampmann, Levy og Kollmann.