I ricercatori hanno scoperto che i cuccioli di topo allattati da topi in allattamento il cui latte materno era privo di una proteina chiave del complemento avevano popolazioni di microbi intestinali diverse rispetto ai cuccioli allattati con latte materno di topo standard, rendendoli altamente vulnerabili alle Citrobacter rodentio, un batterio che infetta l’intestino dei topi. Citrobacter rodentium è simile ad alcuni tipi di diarrea che causano E. coli che può infettare l’uomo ma non i topi.

Gli esperimenti dei ricercatori suggeriscono che i componenti del complemento del latte materno dei topi migliorano la salute dei neonati dei topi eliminando direttamente alcuni tipi di batteri che vivono nell’intestino. Questo rimodellamento del microbiota intestinale rende i topi neonati molto meno suscettibili Citrobacter rodentium infezione, proteggendo così i giovani da alcune minacce infettive. L’attività di rimodellamento non dipende dagli anticorpi, contrariamente al modo in cui si ritiene che i componenti del complemento funzionino normalmente.

I ricercatori hanno anche confermato in analisi in vitro separate che il latte materno umano contiene questi componenti del complemento, che hanno dimostrato un’attività simile nel colpire batteri specifici.

Nel loro insieme, questi risultati fanno luce sui meccanismi con cui il latte materno funziona per fornire protezione da alcune infezioni batteriche.

Lo studio è stato pubblicato online il 18 gennaio sulla rivista Cellula.

“Questi risultati rivelano un ruolo fondamentale per le proteine ​​del complemento del latte materno nel modellare la composizione dei microbi intestinali della prole e nella protezione dalle infezioni batteriche nell’intestino nei primi anni di vita”, afferma l’autore senior dello studio Fengyi Wan, PhD, professore presso il Dipartimento di Biochimica e Biochimica della Bloomberg School. Biologia molecolare. “Ciò rappresenta un importante ampliamento della nostra comprensione dei meccanismi protettivi del latte materno”.

Il primo autore dello studio è Dongqing Xu, PhD, assistente scienziato nel gruppo di ricerca di Wan.

L’allattamento al seno ha molti benefici noti e sospetti. Fornisce un’eccellente nutrizione ai neonati e sembra proteggere da alcune malattie a breve o lungo termine. È noto anche che il latte materno aiuta a proteggere dalle infezioni comuni condividendo anticorpi e globuli bianchi della madre.

Il latte materno contiene anche proteine ​​del complemento che possono lavorare con, o “integrare”, gli anticorpi che attaccano i batteri. Mentre le proteine ​​del complemento che circolano nel sangue sono state al centro di molte ricerche, le proteine ​​del complemento presenti nel latte materno sono state molto meno studiate e fino ad ora il loro ruolo non è stato chiaro.

Nel nuovo studio, Wan e il suo team hanno utilizzato topi ingegnerizzati privi di geni critici del complemento. Hanno scoperto che il latte di topi femmine di questo tipo lascia cuccioli di topo di diverse settimane – anche quelli con geni del complemento normali – altamente suscettibili alla colite, spesso letale, da Citrobacter rodentium infezioni. Al contrario, i cuccioli nutriti con latte normale contenente complemento hanno mostrato solo segni minori e transitori di infezione intestinale.

Il team ha scoperto che questo effetto protettivo delle proteine ​​del complemento del latte materno dipende dalla loro capacità di modellare il microbiota intestinale del neonato. Le proteine ​​del complemento uccidono alcune specie batteriche intestinali e questa eliminazione dei microbi crea un ambiente intestinale complessivo in cui l’infiammazione dannosa è molto meno probabile in presenza di Citrobacter rodentium.

“Il microbiota intestinale è di grande importanza per la salute”, afferma Wan. “Le proteine ​​del complemento del latte materno contribuiscono in modo cruciale alla creazione di un microbiota intestinale ‘protettivo’ durante le prime fasi dello sviluppo, promuovendo la salute del bambino e difendendolo dagli agenti patogeni.”

Lo studio sembra anche segnare un progresso nell’immunologia di base. Si ritiene che le proteine ​​del complemento nel sangue, sebbene note per essere in grado di causare danni diretti alle cellule batteriche, funzionino tipicamente in collaborazione con gli anticorpi in una risposta immunitaria specifica. Tuttavia, Wan e il suo team hanno dimostrato che questa attività di complemento del latte materno contro i batteri non richiede anticorpi ed è una risposta immunitaria non specifica.

“Ciò apre la porta a molte nuove indagini, ad esempio, per chiarire la biologia specifica del complemento nel latte materno e confrontarla con la biologia del complemento nel sangue, e valutare il ruolo del complemento oltre il sistema immunitario specifico anticorpo-dipendente,” Wan dice.

Il supporto alla ricerca è stato fornito dal National Institutes of Health (GM111682, AI137719, CA244350); il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti (W81XWH-19-1-0479); l’Associazione Americana degli Immunologi; e l’American Heart Association (19PRE34380234).