Wanita hamil menunjukkan perubahan sistem kekebalan yang signifikan terkait dengan mikrobioma usus

Read Also

Dalam penelitian terbaru yang diterbitkan di Clinical Microbiology, sekelompok peneliti menyelidiki bagaimana mikrobiota usus dan perubahan metabolit berhubungan dengan fungsi kekebalan selama kehamilan dengan membandingkan mikrobiota usus, metabolit tinja dan plasma, serta sitokin pada wanita hamil dan tidak hamil.

Latar belakang

Kehamilan menyebabkan perubahan signifikan pada tingkat hormonal, struktur tubuh, dan fungsi kekebalan tubuh, yang penting untuk perkembangan janin.

Awalnya, sistem kekebalan tubuh ibu bersifat pro-inflamasi, menjadi anti-inflamasi, kemudian beralih kembali ke pro-inflamasi untuk memulai persalinan.

Peran mikrobioma usus dalam regulasi kekebalan tubuh selama kehamilan semakin diketahui, dengan penelitian menunjukkan pengaruhnya terhadap hasil kehamilan dan kondisi seperti preeklamsia melalui perubahan komposisi mikroba dan interaksi dengan sel kekebalan.

Namun, mekanisme rincinya masih belum jelas. Metabolit, dibandingkan interaksi mikroba langsung, lebih berperan memediasi hubungan antara mikrobioma dan sistem kekebalan tubuh, menyoroti area untuk penelitian lebih lanjut guna memahami penyesuaian kekebalan tubuh terkait kehamilan dan mengembangkan strategi terapi baru.

Tentang penelitian

Dalam penelitian yang dilakukan di Rumah Sakit Afiliasi Pertama Universitas Jinan antara Februari 2019 dan Agustus 2020, 30 wanita hamil dan 15 wanita tidak hamil direkrut untuk mengeksplorasi interaksi antara mikrobiota usus, metabolit, dan fungsi kekebalan.

Peserta hamil yang memenuhi syarat adalah berusia antara 18 dan 34 tahun, pernah hamil tunggal secara alami, dan memiliki indeks massa tubuh (BMI) sebelum hamil sebesar 18,5 hingga 21,9 kg/m2, tidak termasuk mereka yang memiliki komplikasi kehamilan atau gangguan kekebalan.

Kelompok kontrol terdiri dari wanita sehat yang sesuai dengan usia dan BMI kelompok hamil, dan tidak ada kelompok yang menggunakan probiotik atau antibiotik dalam enam bulan sebelum penelitian.

Sampel tinja dan darah dikumpulkan dari wanita hamil pada akhir trimester ketiga dan wanita tidak hamil pada hari ke 14 siklus menstruasinya.

Sampel feses diperoleh dengan teknik steril dan disimpan pada suhu -80°C, sedangkan sampel darah diproses untuk dipisahkan serumnya untuk disimpan pada kondisi yang sama.

Penelitian ini menggunakan pengurutan gen asam ribosom ribonukleat (rRNA) 16S untuk menganalisis mikrobiota usus, dengan asam deoksiribonukleat (DNA) diekstraksi dan diurutkan untuk mengidentifikasi spesies mikroba.

Analisis kombinasi hutan acak dan Analisis Jaringan Ekspresi Gen Tertimbang (WGCNA) digunakan untuk membedakan profil mikroba antar kelompok.

Metabolomik kromatografi cair-spektrometri massa tandem (LC-MS/MS) yang tidak bermaksud menganalisis sampel tinja dan plasma untuk mengidentifikasi perubahan metabolisme, menggunakan langkah-langkah kontrol kualitas untuk memastikan kerahasiaan data.

Data metabolik diolah dan dianalisis untuk menentukan perbedaan signifikan dan penandanya ke jalur biologi menggunakan database Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG).

Sitokin plasma diukur menggunakan uji manik multipleks untuk menilai perbedaan fungsi kekebalan antar kelompok.

Terakhir, dengan menggunakan alat statistik dan visualisasi, analisis multi-omics mengintegrasikan data dari analisis mikroba, metabolomik, dan sitokin untuk mengeksplorasi potensi korelasi dan efek mediasi.

Hasil studi

Studi tersebut tidak menemukan perbedaan yang signifikan antara usia rata-rata atau BMI sebelum hamil antara kedua kelompok. Profil imun menunjukkan bahwa peserta hamil memiliki tingkat sitokin pro-inflamasi yang lebih rendah dan tingkat sitokin anti-inflamasi tertentu yang lebih tinggi dibandingkan peserta kontrol, yang menunjukkan adanya pergeseran ke arah imunosupresi selama kehamilan.

Studi ini juga menyelidiki mikrobiota usus, menemukan komposisi mikroba yang berbeda antara wanita hamil dan tidak hamil.

Wanita hamil memiliki keanekaragaman unit taksonomi operasional (OTU) yang lebih tinggi dan berbeda melaporkan filem bakteri spesifik.

Dengan menggunakan model hutan acak dan metode WGCNA, para peneliti mengidentifikasi modul mikroba yang menyebarkan negatif dengan sitokin pro-inflamasi, menunjukkan bahwa kelompok bakteri usus tertentu memiliki dampak yang konsisten dalam mengurangi peradangan selama kehamilan.

Khususnya, bakteri seperti Bifidobacterium dan Ruminococcus, yang dikenal karena sifat anti-inflamasinya, lebih banyak terdapat pada wanita hamil dan bersifat negatif dengan sitokin pro-inflamasi.

Analisis metabolik sampel tinja dan plasma menggunakan LC-MS yang tidak dimaksudkan menunjukkan perubahan metabolisme yang signifikan selama kehamilan. Diferensiasi metabolisme, khususnya lipid dan asam empedu, telah diidentifikasi, dan banyak di antaranya menunjukkan penurunan regulasi pada wanita hamil.

Ini termasuk asam arakidonat dan berbagai asam empedu, yang diketahui berhubungan dengan peradangan. Analisis tersebut menyoroti peran penting metabolisme asam lambung selama kehamilan.

Studi korelasi antara metabolit dan sitokin menunjukkan bahwa metabolit tertentu yang memperkaya wanita hamil bersifat negatif dengan sitokin pro-inflamasi, menunjukkan keterlibatan mereka dalam memodulasi respon imun.

Studi ini mengeksplorasi lebih lanjut hubungan antara mikrobiota usus, metabolit, dan sitokin, dan menemukan bahwa metabolit mungkin memediasi hubungan antara mikrobiota dan sistem kekebalan.

Analisis mediasi terarah mengidentifikasi hubungan spesifik antara mikroba, metabolit, dan sitokin, menunjukkan bahwa mikroba usus tertentu dapat mempengaruhi tingkat sitokin dengan memodulasi konsentrasi metabolit.

Misalnya, Ruminococcus callidus dan bakteri lain dapat menurunkan sitokin proinflamasi dengan mempengaruhi metabolit spesifik seperti asam deoksikolat dan kadar asam arakidonat.

Journal reference:

Ting Huang, Xinyuan Liang, Han Bao, et al. (2024) Multi-omics analysis reveals the associations between altered gut microbiota, metabolites, and cytokines during pregnancy, Clinical Microbiology, doi: https://doi.org/10.1128/msystems.01252-23. https://journals.asm.org/doi/10.1128/msystems.01252-23