Synbiotic supplementation leads to gut microbiome communities with functional capacity linked to better brain white matter development in preterm infants.

چکیده اصلی

Preterm birth, a major cause of brain injury, is often linked to dysregulated gut microbiome development. This association underscores microbial metabolic function as a modifiable target to support neurodevelopment. In this secondary analysis of data derived from a randomized controlled trial (Trial Registration: ISRCTN96620855), we tested whether daily nutritional supplementation with Bifidobacterium breve M-16V, short- and long-chain oligosaccharides, and L-glutamine could steer the gut microbiome of very and extremely preterm infants toward communities that support brain maturation. The gut microbiome was profiled with longitudinal shotgun metagenomics at nine time points during the intervention, which started at 48-72 h after birth and continued until 36 weeks postmenstrual age. Additionally, MRI scans were conducted when infants reached term-equivalent age to evaluate brain maturation. Supplementation promoted the early establishment of Bifidobacterium-rich communities in the test group, with enhanced capacity for amino acid biosynthesis and pyruvate fermentation towards acetate and lactate production. Integration of microbiome data with brain developmental markers post hoc showed that the same functions were markedly reduced in infants with delayed white-matter myelination. By integrating microbiome functional capacity profiling and evaluation of brain maturation via MRI, this study demonstrated that early microbial modulation could influence brain development, positioning the preterm gut microbiome as a clinically actionable target.

ترجمه فارسی چکیده

زایمان زودرس، علت اصلی آسیب مغزی، اغلب با توسعه ناهماهنگ میکروبیوم روده مرتبط است. این همبستگی اهمیت عملکرد متابولیک میکروبی را به عنوان یک هدف قابل تغییر برای حمایت از رشد عصبی برجسته می‌کند. در این تحلیل ثانویه داده‌های حاصل از یک آزمایش کنترل شده تصادفی (ثبت آزمایش: ISRCTN96620855)، ما بررسی کردیم که آیا تغذیه روزانه با Bifidobacterium breve M-16V، کربوهیدرات‌های زنجیره کوتاه و بلند و L-گلوتامین می‌تواند میکروبیوم نوزادان بسیار و بسیار زودرس را به سمت جوامعی هدایت کند که از بلوغ مغز پشتیبانی می‌کنند. میکروبیوم روده با استفاده از متاژنومیک شات‌گون (shotgun) طولی در نه نقطه زمانی در طول مداخله، که از ۴۸ تا ۷۲ ساعت پس از تولد آغاز شد و تا ۳۶ هفته سن منیستال ادامه یافت، پروفایل‌برداری شد. علاوه بر این، اسکن‌های MRI زمانی که نوزادان به سن معادل نوزادان سرطانی رسیدند، برای ارزیابی بلوغ مغز انجام شد. مکمل‌گذاری تأسیس زودهنگام جوامع غنی از Bifidobacterium را در گروه آزمایش تشویق کرد، همراه با ظرفیت افزایشی برای بیوسنتز آمینو اسید و فرومون پیروات به سمت تولید استات و لاکتات. ادغام داده‌های میکروبیوم با نشانگرهای رشد مغزی پس از رویداد نشان داد که این توابع در نوزادان با آسفالینگ (تکثیر عصب‌های سفید) به تأخیر افتاده به طور چشمگیری کاهش یافته است. با ادغام پروفایل‌برداری ظرفیت عملکردی میکروبیوم و ارزیابی بلوغ مغز از طریق MRI، این مطالعه نشان داد که مداخله میکروبی زودهنگام می‌تواند بر توسعه مغز تأثیر بگذارد و میکروبیوم روده نوزادان زودرس را به عنوان یک هدف بالینی قابل اقدام قرار می‌دهد.

متن کامل اصلی