Les sucres complexes et le microbiome dans le lait maternel influencent l’infection à rotavirus néonatal

Utilisant une approche multidisciplinaire, une équipe internationale de chercheurs, comprenant des scientifiques de la faculté de médecine de l'Université de Californie à San Diego, rapporte que les interactions complexes entre les sucres complexes et le microbiome dans le lait maternel ont une incidence sur l'infection à rotavirus néonatal.

Publiées dans le numéro en ligne du du 27 novembre, Nature Communicationsles auteurs disent que l'étude permet de mieux comprendre les infections à rotavirus (gastro-intestinales) du nouveau-né et à identifier les composants du lait maternel qui pourrait améliorer les performances des vaccins antirotavirus vivants atténués.

«Une infection à rotavirus provoque des diarrhées et des vomissements, principalement chez les enfants de moins de cinq ans, à l'exception des nouveau-nés – les bébés âgés de moins de 28 jours qui ne présentent habituellement aucun symptôme. Cependant, dans certaines régions, les infections chez les nouveau-nés sont associées à de graves problèmes gastro-intestinaux », a déclaré Sasirekha Ramani, première auteure et doctorante correspondante, professeure assistante de virologie moléculaire et de microbiologie au Baylor College of Medicine.

«Les facteurs déterminant les différences entre les nouveau-nés avec et sans symptômes ne sont pas clairement compris. Nous avons commencé notre enquête il y a plusieurs années en déterminant qu'une souche de rotavirus était associée à la fois à des infections asymptomatiques et à des symptômes cliniques chez les nouveau-nés. "

Ramani et ses collègues ont d'abord cherché des réponses du point de vue du virus. Ils ont étudié si des facteurs, tels que la quantité de virus chez les nouveau-nés ou le génome du virus, pourraient être liés à la présence de symptômes chez les nouveau-nés, mais ils n'ont trouvé aucun lien entre ces facteurs. Les chercheurs ont ensuite examiné la perspective du nouveau-né: y avait-il des facteurs chez le nouveau-né qui pourraient expliquer pourquoi ce virus infecte les nouveau-nés et pourquoi il existe des différences dans la présentation clinique?

Au laboratoire, l'équipe, qui comprenait Lars Bode, professeur agrégé de pédiatrie à la faculté de médecine de l'Université de San Diego et directrice du Larsson-Rosenquist Foundation, centre de recherche sur le lait maternel et les nourrissons Excellence a étudié si des composants du lait maternel pouvaient inhiber l'infection des cellules MA104, un modèle bien établi d'études sur les rotavirus, avec la souche de rotavirus qu'ils avaient identifiée dans les pépinières de nouveau-nés en Inde. De manière inattendue, ils ont découvert que des sucres complexes spécifiques présents dans le lait maternel, appelés oligosaccharides du lait maternel, renforçaient l’infection des cellules en culture avec la souche de rotavirus néonatal.

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"Nous avons été surpris par ces résultats", a déclaré Ramani. "On sait que le lait maternel améliore la protection du nouveau-né contre l'infection à rotavirus et que la présence de sucres complexes dans le lait maternel peut réduire l'infectivité d'autres rotavirus, mais nous avons constaté le contraire pour cette souche particulière du virus."

Les chercheurs sont retournés sur le terrain pour déterminer s'ils pouvaient valider les résultats de laboratoire dans une cohorte de couples mère-enfant. À l'aide de la puissante plate-forme d'analyse du laboratoire de de Bode à l'Université de San Diego, ils ont découvert que certains des mêmes sucres complexes spécifiques du lait maternel augmentant l'infectivité des cellules en culture étaient plus abondants dans le lait des mères de nouveau-nés présentant des symptômes infection.

Ils ont également découvert une association entre le microbiome présent dans le lait maternel et les symptômes gastro-intestinaux du nouveau-né, ce qui a suscité de nouvelles questions sur le fonctionnement du microbiome, à savoir tous les microorganismes présents dans un environnement particulier. – contribué aux différences dans les symptômes gastro-intestinaux.

"Ces découvertes sont un excellent exemple du besoin urgent d'améliorer notre compréhension de la composition et des variations des composants du lait maternel", a déclaré Bode. "Comprendre comment les rotavirus et d'autres agents pathogènes peuvent tirer parti des composants du lait maternel guidera l'élaboration de nouvelles stratégies de vaccination afin de rester en tête de la course aux armements entre pathogènes et hôtes."

Les chercheurs ont également découvert que les sucres complexes contenus dans le lait maternel augmentaient la réplication du rotavirus atténué dans le vaccin vivant, semblable au virus néonatal étudié. Cette découverte peut avoir un bénéfice thérapeutique.

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"Une réplication virale améliorée peut potentiellement se traduire par une réponse immunitaire plus efficace contre le virus, ce qui permettrait une meilleure protection du nourrisson", a déclaré Ramani. "C'est quelque chose que nous souhaitons explorer à l'avenir car cela pourrait éclairer les stratégies visant à améliorer l'efficacité des vaccins antirotavirus dans les régions du monde où ils ne réussissent pas bien."

«L'une des choses les plus importantes pour nous est que ces découvertes inattendues sont étroitement liées à la santé publique», a déclaré la co-auteur Mary K. Estes, PhD, professeure distinguée et titulaire de la chaire Cullen, de Human and Molecular Virologie au Baylor College of Medicine et directeur fondateur émérite du Texas Medical Center Digestive Diseases Center.

«La nature multidisciplinaire de notre équipe de chercheurs nous a permis de répondre aux questions sur la manière dont cette souche de rotavirus unique infecte les nouveau-nés, de confirmer les découvertes sur le terrain et de dégager des possibilités d'améliorer l'efficacité des vaccins antirotavirus. le plus."

Les co-auteurs incluent: Christopher J. Stewart, Baylor College et Newcastle University; Daniel R. Laucirica, Nadim J. Ajami, Liya Hu, Josephine C. Ferreon et Joseph F. Petrosino du Baylor College; Bianca Robertson, Chloe A. Autran et Dhairyasheel Shinge, UC San Diego; Sandya Rani, Sasirekha Anandan et Kurien A. Kuruvilla, Collège de médecine chrétienne, Inde; B. V. Venkataram Prasad, Baylor College et Christian Medical College; et Gagandeep Kang, Collège médical chrétien et Institut technologique translationnel pour la santé et les sciences, Inde.

La recherche pour ce travail a été fournie en partie par les Instituts nationaux de la santé (R01AI105101, AI36040), le Centre de recherche sur la métagénomique et le microbiome et la Fondation Larsson-Rosenquist.

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