Spædbørns tarmbakterier kan være nøglen til at forebygge astma og allergi

Allergi og astma rammer et stigende antal børn over hele verden, men nu har en international forskergruppe ledet af DTU identificeret en hidtil ukendt mekanisme, der kan reducere risikoen for allergi og astma senere i livet. Studiet viser, at børn har mindre risiko for at udvikle disse sygdomme, hvis de som spædbørn koloniseres med bestemte bifidobakterier, der producerer et stof i tarmen - en såkaldt metabolit, som dæmper immunreaktioner mod allergener.

Studiet”Early-life colonisation by aromatic lactate–producing bifidobacteria lowers the risk of allergic sensitization”, er offentliggjort i det anerkendte tidsskrift Nature Microbiology.
Resultaterne kan få stor betydning i forebyggelsen af allergi og astma, som er blandt de mest udbredte kroniske sygdomme hos børn. At kunne forebygge dem ved at styrke tarmens mikrobiota i de første levemåneder kan blive et gennembrud i folkesundheden.

“Det store fremskridt er, at vi nu har identificeret en konkret mekanisme, som kan dæmpe udviklingen af immunforsvarets allergiske reaktioner allerede i spædbarnsalderen. Hvis vi kan omsætte denne viden til en forebyggende strategi – for eksempel gennem probiotiske tilskud eller berigede modermælkserstatninger – vil det være et stort skridt i kampen mod allergi og astma, som i dag rammer millioner af børn verden over,” siger leder af projektet Susanne Brix Pedersen, professor på DTU Bioengineering.

Bakterielt stof dæmper allergisk reaktion

Forskerne fulgte 147 børn fra fødslen til femårsalderen og fandt, at spædbørn, der tidligt har en stor bestanddel af bestemte bifidobakterier i deres tarm, har gavn af de metabolitter, bakterierne producerer. Det er særligt stoffet 4-hydroxyphenyllaktat (4-OH-PLA), der ser ud til at dæmpe immunforsvarets tendens til at overreagere på allergener.

I laboratorieforsøg med humane immunceller påviste forskerne, at 4-OH-PLA hæmmer kroppens immunforsvars produktion af antistoffet immunoglobulin E (IgE), som spiller en central rolle i allergiske reaktioner. IgE er kroppens “alarmmolekyle” ved allergi. Når kroppen møder et allergen, danner den IgE-antistoffer, som aktiverer immunceller og kan udløse allergiske symptomer. Det sker fordi IgE-antistoffet binder sig til allergener som pollen eller fødevareproteiner, der udløser kroppens immunreaktion og giver symptomer som kløe, eksem, høfeber og i nogen tilfælde astma. Jo højere IgE-niveau, desto større risiko for allergi.

Laboratorieforsøgene viste, at naturlige koncentrationer af 4-OH-PLA reducerer kroppens produktion af antistoffet IgE med 60 procent, uden at påvirke produktionen af andre antistoftyper.

Genanalyser af afføringsprøver

Studiet omfattede store mængder data fra tre store fødselskohorter i Sverige, Tyskland og Australien. Forskerne analyserede afføringsprøver fra spædbørn ved hjælp af blandt andet gen-analyser, og analyser af små molekyler for at kortlægge både bakteriesammensætning og niveauer af metabolitter. Samtidig blev blodprøver brugt til at måle IgE-antistoffer mod fødevare- og luftbårne allergener. Endelig blev mekanismen testet i et forsøg med humane immunceller, hvor 4-OH-PLA direkte hæmmede IgE-produktion.

Studiet påviser en konkret biologisk sammenhæng mellem bestemte bifidobakterier, metabolitter de producerer og en sund udvikling af immunsystemet i småbørn.

Ny strategi til at forebygge allergi og astma

Forskerne undersøgte også hvilke forhold, der øgede sandsynligheden for at spædbørn får disse gavnlige bakterier.

”Det er bemærkelsesværdigt, at de børn, der var født vaginalt, havde 14 gange større sandsynlighed for at få overført bifidobakterierne fra deres mor. Derudover hjalp fuld amning og kontakt med andre små børn tidligt i livet også med at øge antallet af bifidobakterierne i tarmen. Det betyder, at naturlige mekanismer medvirker til at undgå udviklingen af disse sygdomme. Vores livsstil har dog bidraget til, at disse bifidobakterier er blevet meget sjældnere, og derfor er det også vigtigt at se på andre forebyggende tiltag, der kan hjælpe de spædbørn, der ikke bliver koloniseret med dem”, siger Rasmus Kaae Dehli, specialist i systemimmunologi på DTU Bioengineering.

Resultaterne peger på, at tilførsel af 4-OH-PLA eller probiotiske bakterier, der kan producere stoffet, kan blive en ny strategi til at forebygge allergi og astma. Forskerne ser et potentiale i udvikling af kosttilskud til dem der fuldammes eller modermælkserstatning beriget med disse bifidobakterier eller deres metabolitter. Det kan åbne for en målrettet indsats i det kritiske tidsvindue i de første levemåneder, hvor immunsystemet formes.

Professor Susanne Brix Pedersen er samarbejdspartner på BEGIN-studiet på Århus Universitetshospital, der vedrører tidlig forebyggelse af astma og allergi, og hvor en af de bifidobakterier forskerne har påvist positiv effekt af bliver givet til småbørn.

Hvis forsøgene på Århus Universitetshospital viser positive effekter, vurderer Susanne Brix Pedersen, at en mulig ny forebyggende strategi til småbørn kan være klar inden for få år. I forhold til behandling af patienter med allergi eller astma har det længere udsigter på op mod ti år, da et lægemiddel først skal formuleres, og dernæst testes i kliniske forsøg, inden det kommer på markedet.

DTU har udtaget et patent på brugen af den fundne metabolit i lægemidler til forebyggelse og behandling af allergier og astma.