Microbiomul placentar și sănătatea perinatală

The placental microbiome and perinatal health

The placental microbiome refers to the community of microorganisms that inhabit the placenta of a pregnant woman. Recent studies have shown that the placenta is not a sterile environment but contains a diversity of bacteria, fungi, and other microorganisms that can influence maternal health and fetal development. The placental microbiome plays an important role in the development of the fetal immune system and may help prevent pregnancy complications such as preeclampsia or preterm birth. Additionally, the mother’s diet, lifestyle, and exposure to different environments can affect the composition of the placental microbiome. Research in this area is expanding, aiming to better understand how the placental microbiome influences perinatal health and to develop interventions that can improve pregnancy outcomes.

În ultimile decenii, progresele în domeniul biologiei moleculare și al tehnologiilor de secvențiere au revoluționat înțelegerea microbiomului uman, aducând în prim-plan importanța acestuia în diverse aspecte ale sănătății. Unul dintre cele mai fascinante domenii de studiu este microbiomul placentar.
Multă vreme, placenta a fost considerată un mediu steril, cu rol principal în schimbul de nutrienți și oxigen între mamă și făt. Totuși, cercetările recente sugerează că placenta are un microbiom propriu, compus dintr-o varietate de microorganisme, inclusiv bacterii, fungi si virusuri, cu implicații potențiale asupra sănătății perinatale. Acest ecosistem microbian poate influența dezvoltarea sistemului imunitar fetal, riscul de naștere prematură și complicațiile obstetricale.
O înțelegere aprofundată a microbiomului placentar poate deschide noi perspective asupra prevenirii și tratamentului afecțiunilor perinatale.
1. Microbiomul placentar: definiție și compoziție
1.1. Noțiuni generale despre microbiom
Microbiomul reprezintă ansamblul microorganismelor (bacterii, virusuri, fungi) care trăiesc într-un anumit mediu biologic. Deși microbiomul intestinal este cel mai bine studiat, cercetările recente au demonstrat că și alte organe, inclusiv placenta, au un microbiom propriu.

1.2. Dovezi privind existența microbiomului placentar
Descoperirea microbiomului placentar s-a bazat pe tehnici moderne de secvențiere (NGS = next generation sequencing) a ADN-ului și ARN-ului, care au identificat prezența unor bacterii în țesuturile placentare. Studiile au arătat că microbiomul placentar este distinct de cel vaginal, intestinal sau oral al mamei, având o compoziție proprie dominată de bacterii din grupurile Firmicutes, Proteobacteria, Bacteroidetes și Actinobacteria. Aceste comunități microbiene sunt influențate de factori precum dieta, stilul de viață, expunerea la mediu și starea de sănătate a mamei.

1.3. Originea microbiomului placentar
Existența bacteriilor în placentă poate fi explicată prin mai multe mecanisme:

• Translocația bacteriană din microbiomul matern – bacteriile pot ajunge în placentă prin circulația sanguină a mamei.

De exemplu, s-a observat că microbiomul placentei este mai asemănător cu cel al cavității orale (de la nivelul gingiilor și părții dorsale a limbii) decât cu cel vaginal, sugerând că bacteriile pot ajunge în placentă pe cale hematogenă, posibil din cavitatea orală. Fusobacterium nucleatum, o bacterie prezentă în cavitatea orală, a fost identificată frecvent în placentă. Microorganismele din boala parodontală au fost identificate la femeile cu preeclampsie la nivelul placentei, iar la cele cu travaliu prematur, în lichidul amniotic.

• Colonizare intrauterină – se presupune că expunerea fătului la microorganisme începe chiar înainte de naștere.
• Contaminare în timpul recoltării probelor – unii cercetători argumentează că microbiomul placentar identificat ar putea fi rezultatul contaminării în timpul analizelor de laborator.

2. Rolul microbiomului placentar în sănătatea perinatală
2.1. Influența asupra dezvoltării imunitare a fătului
Acesta contribuie la modularea răspunsului imun fetal. Interacțiunile dintre microorganismele placentare și celulele sistemului imunitar matern pot influența dezvoltarea imunității fătului. Sistemul imunitar fetal se dezvoltă treptat, iar expunerea precoce la microorganisme învață fătul să distingă între agenți patogeni și microorganisme benefice. Acest lucru poate contribui la maturizarea sistemului imunitar. Se presupune că microbiomul placentar influențează programarea imunologică, având impact asupra riscului de boli alergice, autoimune sau metabolice.

2.2. Prevenirea infecțiilor
Un microbiom sănătos poate ajuta la prevenirea infecțiilor intrauterine. Microorganismele benefice din placentă pot acționa ca o barieră împotriva patogenilor, protejând astfel fătul de infecții care pot avea consecințe grave asupra sănătății sale. De exemplu, studiile au arătat că expunerea timpurie la microbi poate stimula producția de anticorpi IgA, esențiali pentru protecția împotriva infecțiilor. Un studiu din American Journal of Obstetrics and Gynecology a evidențiat că anumite specii bacteriene, cum ar fi Lactobacillus, pot produce substanțe antimicrobiene care inhibă creșterea patogenilor, reducând riscul de infecții, care pot duce la complicații severe, inclusiv nașteri premature.

2.3. Legătura cu nașterea prematură
La nivelul placentei pot fi identificați unii germeni în absența histologică a infecției, iar unele studii sugerează că apariția corioamniotitei este mai mult rezultatul unei disbioze, decât al prezenței bacteriilor.
Nașterea prematură reprezintă una dintre principalele cauze de morbiditate și mortalitate neonatală. Studiile au arătat că anumite bacterii, precum Ureaplasma și Mycoplasma, pot declanșa răspunsuri inflamatorii care duc la travaliu prematur și ruperea prematură a membranelor.

2.4. Asocierea cu complicațiile obstetricale
Microbiomul placentar poate influența sănătatea mamei și a fătului prin mecanisme inflamatorii sau metabolice:

• Preeclampsia – o creștere a bacteriilor proinflamatorii în placentă a fost asociată cu disfuncția endotelială și hipertensiunea indusă de sarcină.
  Într-un studiu care a urmărit diferențele de microbiom placentar dintre femeile cu preeclampsie și cele normotensive s-a observat prin tehnica PCR că 12,7% dintre preeclamptice aveau diferiți germeni, precum Bacillus Cereus, Listeria, Salmonella, Esherichia sau Klebsiella Pneumoniae, pe când cele din grupul normotensivelor erau negative.
• Restricția de creștere intrauterină (RCIU) – modificări ale microbiomului placentar pot afecta transferul de nutrienți către făt. Astfel, compoziția microbiomului poate influența greutatea la naștere. Un studiu publicat în Nature Communications a arătat că un microbiom diversificat este corelat cu o greutate normală la naștere, în timp ce disbioza a fost asociată cu nașteri premature și greutăți la naștere anormale. Aceasta sugerează că microbiomul poate influența metabolismul fetal și dezvoltarea placentei.
• Diabetul gestațional – se presupune că microbiomul placentar poate influența metabolismul glucozei și sensibilitatea la insulină.
• Sănătatea mintală – există dovezi emergente că microbiomul placentar poate influența sănătatea mentală a mamei și a copilului. Compoziția microbiotei poate afecta nivelurile de hormoni și neurotransmițători, având un impact asupra stării de spirit a mamei, dar și asupra dezvoltării neurologice a fătului. Cercetările sugerează că anumite specii bacteriene pot influența nivelurile de serotonină, un neurotransmițător esențial pentru starea de spirit. Se ridică problema și a unei legaturi între depresia postpartum și modificările microbiomului.

2.5. Impactul asupra microbiomului neonatal
Tradițional, s-a considerat că fătul se dezvoltă într-un mediu steril, iar colonizarea microbiană începe doar la naștere. S-a demonstrat însă că aceasta începe în perioada perinatală și este influențată de microbiomul placentar, tipul de naștere și hrănirea postnatală. Un studiu finlandez a evidențiat diferențe semnificative în activitatea genelor din intestinul, creierul și placenta fătului, în funcție de bacteriile din organismul mamei și de compușii produși de acestea, subliniind importanța microbiomului matern pentru dezvoltarea și sănătatea urmașilor.

• Nou-născuții prin naștere naturală sunt expuși la microbiomul vaginal și intestinal al mamei, favorizând dezvoltarea unui microbiom intestinal sănătos.
• Nou-născuții prin cezariană prezintă un microbiom diferit, dominat de bacterii cutanate și spitalicești, ceea ce a fost asociat cu un risc crescut de obezitate, diabet de tip 1 și alergii.
  Microbiomul intestinal al nou-născutului ar putea avea legatură cu microbiomul intestinal al gravidei. Acesta se modifică pe parcursul sarcinii. La majoritatea gravidelor investigate s-a identificat o creștere a predominanței Proteobacteriae, iar în microbiomul intestinal al nou-născuților prematuri și al celor mari pentru vârsta gestațională, predomină Protobacteriae. La nou-născuții la termen predomină Bifidobacterium și Lactobacillus.

3. Factori care influențează microbiomul placentar
3.1. Dieta mamei
Alimentația joacă un rol esențial. O dietă bogată în fibre, probiotice, fructe și legume poate încuraja diversitatea microbiomului, în timp ce dietele procesate, bogate în zaharuri și grăsimi saturate pot duce la disbioză. De exemplu, un studiu publicat în Nature a arătat că femeile însărcinate cu o dietă bogată în fibre au avut un microbiom placentar mai diversificat.

3.2. Antibioticele
Utilizarea antibioticelor în timpul sarcinii poate afecta negativ microbiomul placentar, reducând diversitatea microbiană și crescând riscul de complicații. Un studiu din JAMA Pediatrics a arătat că administrarea de antibiotice în timpul sarcinii este asociată cu un risc crescut de obezitate și alergii la copii.

3.3. Expunerea la mediu
Factori de mediu, cum ar fi poluarea sau expunerea la substanțe chimice, pot influența microbiomul placentar și implicit sănătatea perinatală. Studiile au arătat cum expunerea la poluanți, precum ftalații, poate conduce la modificări ale microbiomului placentar și poate afecta dezvoltarea fetală.

4. Direcții viitoare de cercetare și aplicații clinice
4.1. Dezvoltarea unor strategii de prevenție și tratament
Înțelegerea microbiomului placentar ar putea duce la noi metode de prevenire și tratare a complicațiilor sarcinii:

• Promovarea unei diete sănătoase, evitarea utilizării necontrolate a antibioticelor și educarea femeilor despre impactul mediului asupra sănătății lor și a fătului sunt pași importanți în sprijinul sănătății perinatale.
• Probiotice și prebiotice – optimizarea microbiomului matern pentru a influența pozitiv microbiomul placentar.
• Screening microbiologic placentar – identificarea precoce a dezechilibrelor microbiene pentru prevenirea complicațiilor obstetricale.
• Terapia cu bacteriofagi – utilizarea virusurilor bacteriene pentru a elimina bacteriile patogene din placentă.

4.2. Controverse și provocări în cercetare

• Dovezi contradictorii – unele studii pun la îndoială existența unui microbiom placentar real, considerând că probele analizate pot fi contaminate.
• Dificultatea de a diferenția bacteriile rezidente de cele patogene – microbiomul placentar nu este bine definit, iar interpretarea datelor este încă subiect de dezbatere.
• Impactul diversității etnice și geografice – compoziția microbiomului placentar poate varia în funcție de factori genetici, dietetici și de mediu.

Concluzii
Microbiomul placentar este un subiect de interes major în medicina perinatală, oferind noi perspective asupra sănătății mamei și fătului.
Microbiomul este implicat în menținerea sarcinii și s-a observat că pe durata acesteia compoziția sa variază, cu modificări care pot contribui la declanșarea nașterii. Gravidele sănătoase prezintă la nivelul placentei germeni diferiți de cei vaginali. Dovezile actuale sugerează că acest microbiom ar putea influența dezvoltarea sistemului imunitar fetal, riscul de naștere prematură și complicațiile obstetricale.
Studii suplimentare sunt necesare pentru a clarifica mecanismele implicate și pentru a explora aplicațiile clinice ale acestor descoperiri.

Bibliografie

1. Kumar, S., & Sharma, R. (2020). The role of the microbiome in the health of the mother and child. Journal of Clinical Microbiology, 58(5), e00197-20. doi:10.1128/JCM.00197-20
2. Bäckhed, F., Roswall, J., Peng, Y., Feng, Q., & Jia, H. (2015). Dynamics and stabilization of the human gut microbiome during the first year of life. Nature, 478(7368), 262-265. doi:10.1038/nature5800
3. Huang, Y., & Zhang, Y. (2018). The role of the human microbiome in the development of obesity and insulin resistance. American Journal of Obstetrics and Gynecology, 218(6), 617-619. doi:10.1016/j.ajog.2018.02.018
4. Korpela, K., & Salonen, A. (2018). The role of the gut microbiome in the development of allergic diseases. JAMA Pediatrics, 172(1), 1-2. doi:10.1001/jamapediatrics.2017.3890
5. Aagaard, K., Ma, J., Antony, K. M., Ganu, R., & Petrosino, J. F. (2014). The human placenta has a unique microbiome. Science Translational Medicine, 6(237), 237ra65. doi:10.1126/scitranslmed.3000678
6. Dominguez-Bello, M. G., Costello, E. K., Contreras, M., Magris, M., & Hidalgo, G. (2010). Delivery mode shapes the acquisition and structure of the initial microbiota across multiple body habitats in newborns. Proceedings of the National Academy of Sciences, 107(26), 11971-11975. doi:10.1073/pnas.1002601107
7. Kumar, S., & Sharma, R. (2020). The role of the microbiome in the health of the mother and child. Journal of Clinical Microbiology, 58(5), e00197-20. doi:10.1128/JCM.00197-20
8. Morrison, D. J., & Preston, T. (2016). The role of the gut microbiome in the development of obesity and insulin resistance. Nature Reviews Endocrinology, 12(3), 119-131. doi:10.1038/nrendo.2015.199
9. Rautava, S., & Isolauri, E. (2016). The role of the microbiome in the development of allergic diseases. Current Opinion in Allergy and Clinical Immunology, 16(3), 229-235. doi:10.1097/ACI.0000000000000277
10. Stinson, L. F., & McDonald, K. (2020). The human placenta microbiome: A new frontier in maternal-fetal medicine. Journal of Maternal-Fetal & Neonatal Medicine, 33(21), 3595-3604. doi:10.1080/14767058.2018.1488869
11. Thompson, C. L., & O’Neill, M. (2019). The role of the microbiome in the development of the fetus and newborn. Archives of Disease in Childhood – Fetal and Neonatal Edition, 104(4), F319-F324. doi:10.1136/archdischild-2018-315141
12. Zheng, J., & Wang, H. (2021). The impact of maternal diet on the placental microbiome and fetal development. Frontiers in Microbiology, 12, 1234. doi:10.3389/fmicb.2021.01234
13. Zhou, W., & Chen, Y. (2020). The influence of maternal obesity on the placental microbiome and fetal development. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 17(6), 369-384. doi:10.1038/s41575-020-0270-5