Μελέτη του εντερικού μικροβιώματος σε παιδιά με υπερευαισθησία στο γάλα αγελάδας

Abstract

Introduction: Cow’s milk allergy (CMA) is the most common food allergy in infancy and early childhood. Although gut dysbiosis is associated with CMA, causality remains uncertain. Furthermore, it is not yet clear which specific taxa are involved and by what mechanism. Aim: This study aimed to identify specific bacterial signatures that influence the development and outcome of the disease. We also investigated the effect of hypoallergenic formula (HF) consumption as a substitute for cow’s milk on the gut microbiome of milk-allergic children. Methods: The study included 32 children aged 5-12 years with CMA and 36 age-matched healthy controls. Children with CMA were further divided according to whether they had developed oral tolerance (n=18) or not (n=14). Healthy children were divided according to whether they consumed cow's milk (n=26) or not (n=10). 16S rRNA amplicon sequencing was applied to characterize their gut microbiome. Results: The gut microbiome of children with CMA differed significantly from that of healthy children, regardless of whether they consumed cow’s milk. Compared to that of healthy cow's milk consumers, the gut microbiome of children with CMA was depleted in Bifidobacterium, Coprococcus catus, Monoglobus, and Lachnospiraceae GCA-900066575, while being enriched in Oscillibacter valericigenes, Negativibacillus massiliensis, and three genera of the Ruminococcaceae family. Of these, only the Ruminococcaceae taxa were also enriched in healthy children not consuming cow’s milk, suggesting that differences in other taxa would rather be specifically associated with the disease itself. Furthermore, the gut microbiome of children who developed tolerance and had received HF as a substitute was similar to that of healthy children, whereas that of children who had not received HF and were either breastfeeding or not consuming any milk was significantly different. Conclusion: Our results demonstrate that specific gut microbiome signatures are associated with CMA, which differ from those of dietary milk elimination in healthy children. Moreover, HF consumption affects the gut microbiome of children who develop tolerance.

Εισαγωγή: H αλλεργία στο γάλα αγελάδας (ΑΓΑ) είναι η πιο συχνή τροφική αλλεργία στη βρεφική και πρώιμη παιδική ηλικία. H δυσβίωση του εντέρου σχετίζεται με την ΑΓΑ. Ωστόσο, η αιτιώδης σχέση παραμένει αβέβαιη. Επιπλέον, δεν γνωρίζουμε ακόμη ποια συγκεκριμένα βακτήρια εμπλέκονται και με ποιον μηχανισμό. Σκοπός: Η περιγραφή του εντερικού μικροβιώματος (ΕΜ) των παιδιών με ΑΓΑ και η σύγκρισή του με εκείνο των υγιών παιδιών, προκειμένου να εντοπιστούν συγκεκριμένες ταξινομικές ομάδες που επηρεάζουν την εμφάνιση και την έκβαση της νόσου. Δευτερεύων στόχος ήταν η μελέτη της επίδρασης της κατανάλωσης υποαλλεργικής βρεφικής φόρμουλας, ως υποκατάστατο του αγελαδινού γάλακτος, στο ΕΜ των παιδιών με ΑΓΑ. Μέθοδος: Στη μελέτη συμμετείχαν 32 παιδιά με ΑΓΑ ηλικίας 5-12 ετών και 36 υγιείς μάρτυρες αντίστοιχης ηλικίας. Τα παιδιά με ΑΓΑ χωρίστηκαν περεταίρω ανάλογα με το αν είχαν αναπτύξει ανοχή στο γάλα (n=18) ή όχι (n=14). Αντίστοιχα, τα υγιή παιδιά χωρίστηκαν ανάλογα με το αν έπιναν αγελαδινό γάλα (n=26) ή όχι (n=10). Η ανάλυση του ΕΜ πραγματοποιήθηκε με τη μέθοδο αλληλούχισης 16S rRNA amplicon. Αποτελέσματα: Το ΕΜ των παιδιών με ΑΓΑ διέφερε από εκείνο των υγιών παιδιών, ανεξάρτητα από το αν έπιναν αγελαδινό γάλα. Σε σύγκριση με εκείνο των υγιών παιδιών που έπιναν γάλα, το ΕΜ το παιδιών με ΑΓΑ ήταν πιο φτωχό σε Bifidobacterium, Coprococcus catus, Monoglobus και Lachnospiraceae GCA-900066575, ενώ ήταν πιο πλούσιο σε Oscillibacter valericigenes, Negativibacillus massiliensis και τρία ακόμη βακτήρια της οικογένειας Ruminococcaceae. Από αυτά, μόνο τα μέλη της οικογένειας Ruminococcaceae ήταν επίσης αυξημένα στο ΕΜ των υγιών παιδιών που δεν έπιναν γάλα, γεγονός που υποδηλώνει ότι οι διαφορές στις υπόλοιπες ταξινομικές ομάδες είναι πιθανό να σχετίζονται ειδικά με την ΑΓΑ. Επιπλέον, το ΕΜ των παιδιών που ανέπτυξαν ανοχή και είχαν λάβει υποαλλεργική βρεφική φόρμουλα, ως υποκατάστατο, ήταν παρόμοιο με εκείνο των υγιών παιδιών, ενώ το ΕΜ των παιδιών που δεν είχαν λάβει και είτε θήλαζαν είτε δεν έπιναν καθόλου γάλα διέφερε σημαντικά. Συμπεράσματα: Το ΕΜ των παιδιών με ΑΓΑ παρουσιάζει συγκεκριμένες μεταβολές που διαφέρουν από εκείνες που παρατηρούνται στο ΕΜ των παιδιών που δεν πίνουν γάλα για μη ιατρικούς λόγους. Επιπλέον, η κατανάλωση υποαλλεργικής βρεφικής φόρμουλας επηρεάζει το ΕΜ των παιδιών που αναπτύσσουν ανοχή.