Учёные из Байлорского колледжа медицины, Университета Тунцзи и ряда других институтов выяснили, что отлучение ребёнка от молока и переход на твердую пищу в раннем возрасте меняет не только рацион, но и перепрограммирует иммунную систему кишечника, создавая долговременную защиту, которая сохраняется во взрослой жизни.

Исследование, результаты которого опубликованы в журнале Nature Microbiology, показало, что у мышей отлучение от молока изменяет микробиом кишечника — сообщество микроорганизмов, обитающих в кишечнике — и «обучает» стволовые клетки кишечной эпителии более эффективно реагировать на микробы в будущем, снижая риск воспалительных заболеваний.

По словам профессора педиатрии и питания Ланлан Шэнь, отлучение от молока — это резкий переход для организма: кишечник сталкивается с гораздо большим разнообразием микробов. Этот всплеск микробного разнообразия вызывает кратковременный контролируемый воспалительный ответ, называемый «реакцией на отлучение». В данном случае воспаление работает как «тренировка» — интенсивная, временная, но необходимая для подготовки иммунной системы к будущим вызовам.

Учёные обнаружили, что сигналы микробов во время отлучения меняют эпигенетические метки ДНК в стволовых клетках кишечника. Эти изменения, например, снижение метилирования генов MHC класса II, делают их легче активируемыми в будущем, создавая долговременную «иммунную память» прямо в эпителии кишечника. Даже после превращения стволовых клеток в полностью зрелые клетки кишечника они сохраняют этот «след» и реагируют быстрее и сильнее на иммунные сигналы.

Эффект обучения зависит от состава микробов: грамположительные бактерии стимулируют выработку IFN γ и короткоцепочечных жирных кислот, которые поддерживают эпигенетическое перепрограммирование.

Эксперименты показали, что раннее применение антибиотиков нарушает этот процесс, снижая иммунную защиту и повышая риск воспалительных заболеваний и колоректального рака у взрослых. Ключевым оказался именно ранний период жизни: позже перепрограммирование было слабым или отсутствовало, что указывает на критическое «окно» для формирования долговременной иммунной памяти кишечника.