Ny doktorgrad: Disse tarmbakteriene får spedbarn under fødsel

Vi vet stadig mer om tarmbakteriene hos mennesker og hva de har å si for kroppen. Bakteriene hjelper til med å bryte ned næringsstoffer fra mat og produserer stoffer som kroppen trenger (som vitamin K og B). De påvirker immunforsvaret vårt og kan bidra til å bremse veksten av skadelige bakterier.

Men tarmbakteriene er ikke der når vi ligger i mammas mage. Hvor kommer de fra?

– Bakteriene som lever i tarmen vår dukker opp rundt fødselen og følger oss gjennom hele livet, sier Morten Nilsen. Han har nettopp skrevet doktorgrad ved NMBU om tarmbakterier hos nyfødte barn.

244 mødre og nyfødte barn

Nilsen har undersøkt hvilke bakteriesamfunn som oppstår i tarmen ved starten av livet, og fulgt utviklingen gjennom barnets første leveår.

Han har undersøkt bakterieprøver fra 244 mor-barn-par ved ulike tidspunkter etter fødsel. Ved hjelp av avansert gentesting av bakterier, har han sett på nøyaktig hvilke bakteriestammer som slår seg ned i tarmen til de nyfødte, og om disse tilsvarer dem som lever i mors tarm.

– Vi fant at vaginal fødsel sørget for overføring av bakterier fra mor til barn, og mer spesifikt en type bakterier som kalles Bacteroides, forteller han.

Nilsen fant noe som vi ikke har kjent til før.

– Et nytt funn er at vi kunne se spesifikt hvilke bakteriestammer av Bacteroides som kan bli overført fra mor til barn, forteller han.

Bakteriene endret seg da barna begynte med fast føde

For at tarmbakteriene skal kunne overleve og vokse må de få i seg næring. Denne får de i hovedsak fra maten vi spiser. Bakteriesamfunnet i de nyfødtes tarm reflekterte også hva de spiste.

– Da barnets diett endret seg fra morsmelk til fast føde, så vi at også bakteriesammensetningen endret seg, sier Nilsen. – Bakteriene fikk nye næringskilder.

Bakteriene begynte da også å produsere mer smørsyre. Smørsyre er en av de viktigste energikildene for cellene i tarmen. Det forskes på om smørsyre kan være selve bindeleddet mellom tarmfloraen og immunforsvaret, og om den kan ha en anti-inflammatorisk effekt.

– Men her så vi for første gang hvordan noen, spesifikke tarmbakterier kan spille en viktig rolle for smørsyreproduksjonen hos barn etter en endring i dietten fra morsmelk til fast føde, forklarer han.

– Vi kunne også se hvordan bakteriene i tarmen reflekterer dietten til barnet. Da barna var seks måneder eller yngre, hadde de bakterier som livnærte seg på næring funnet i morsmelk og slimhinnelaget i tarmen. Men da de gikk over til en diett basert på mer fast føde, så endret tarmfloraen seg til bakterier som kunne ernære seg på mer komplekse sukker og næringsstoffer.

Hva med barn født med keisersnitt?

De fleste av barna som var med i undersøkelsen, var født vaginalt. Men svært mange norske barn blir født med keisersnitt. På landsbasis ble nesten 16 prosent av fødslene i Norge gjennomført med keisersnitt i 2021, ifølge Helsedirektoratet.

Nilsen undersøkte også prøver fra barn født med keisersnitt i doktorgraden, men Bacteroides-bakteriene fant han nesten utelukkende hos barn født vaginalt.  

– De aller fleste barna født med keisersnitt manglet denne bakteriegruppen. Hvis de hadde dem, var det en god del mindre av dem sammenliknet med de barna som var født vaginalt. Vi klarte ikke finne noen forskjeller i mengder av denne bakteriegruppen hos mødrene, noe som antyder at forskjellen vi ser hos barna kommer fra hvordan de er født.

Mønsteret fortsatte da barna var tre måneder gamle.

– Da hadde fortsatt de som var født vaginalt veldig mye mer av disse bakteriene.

Han presiserer:

– Vi ser at det er en forskjell, men om dette er positivt eller negativt, eller hvordan det utvikler seg videre i livet enn fram til tre måneders alder, har vi ikke sett på, forklarer Nilsen.

Forskerne forsøkte også å finne ut av hvor bakteriene de fant hos barn født med keisersnitt kom fra.

– Vi så på bakteriene som var til stede rett etter fødsel hos barn født både vaginalt og med keisersnitt, for å gjøre en vurdering av hvor de kunne komme fra. Her så vi at barn født med keisersnitt så ut til å ha bakterier ofte funnet på hud og i sykehusmiljøet, mens de vaginalt fødte barna hadde flere bakterier som vi ofte finner i den vaginale- og fekale floraen. Det samme har også blitt funnet i flere tidligere studier.

Ny metode for DNA-analyse

I prøvene som Nilsen og kollegaene har undersøkt, har de hentet ut DNA fra bakterier i avføringsprøver og q-tips ført over barnas hud rett etter fødsel. Prøvene kommer fra en stor, internasjonal studie med navnet PreventADALL.

Forskerne har brukt en kombinasjon av flere metoder, blant annet en måte å analysere gener på som lenge har vært standarden for bakterieidentifisering. Denne metoden gir et godt overordnet bilde, men som regel ikke nok dybde til å identifisere spesifikke bakterier.

– For å få enda bedre innsikt har vi i tillegg brukt en metode som er utviklet her på NMBU, kalt Redusert Metagenom sekvensering (RMS). Med denne metoden ser vi på enda flere biter av arvematerialet til bakteriene og kan få enda bedre innsikt i hvilke spesifikke bakterier som er i prøvene, sier Nilsen.

– Ved å bruke RMS-metoden kunne vi identifisere de spesifikke stammene fra Bacteroides-gruppen som ser ut til å bli overført fra mor til barn under vaginal fødsel.

Arbeidet har bidratt til å bygge videre på forståelsen av hvilke bakterier som følger oss fra livets start, og kan hjelpe oss med å forstå mer om hvilke bakterier vi trenger i tarmen for å holde oss friske.

– Det er veldig spennende å få være med på å finne ny kunnskap om sammenhengen mellom bakteriene som lever i tarmen og helsen vår, sier Nilsen.

Fakta

• Morten Nilsen disputerte fredag 9. desember 2022 ved fakultet for kjemi, bioteknologi og matvitenskap ved NMBU. https://www.nmbu.no/forskning/disputaser/nye/node/46377
• Tittel på doktorgradsavhandlingen: Tarmmikrobiotaen i den generelle populasjonen det første leveåret.
• De spesifikke bakteriestammene han fant som kan bli overført fra mor til barn ved vaginal fødsel heter Bacteroides caccae (stamme HumGut_259) og Bacteroides vulgatus (stamme HumGut_1).
• Også bakterien Eubacterium rectale, i samarbeid med Faecalibacterium prausnitzii, kan produsere smørsyre i tarmen, og disse ser ut til å være viktige bakterier i overgangen fra en barnetarmflora til en voksen-liknende bakterietarmflora.
• PreventADALL (Preventing Atopic Dermatitis and ALLergies) er en stor intervensjonsstudie rettet mot å se om intervensjon tidlig i livet kan hjelpe til med å forhindre utviklingen av allergi eller atopisk dermatitt.
• UnveilMe: Forskningsprosjekt ved NMBU, finansiert av Forskningsrådet, som skal undersøke hvordan tarmbakterier kan påvirke utviklingen hos spedbarn. Vi vet at disse bakteriene er viktige for helsen vår, men kan de også påvirke spedbarns utvikling?