Eine kürzlich von mehreren wissenschaftlichen Forschungseinrichtungen in den USA durchgeführte Studie zeigt, dass menschliche Muttermilch in den frühen Lebensphasen eines Babys nicht nur eine Quelle für Nährstoffe und Antikörper ist, sondern auch ein eigenes mikrobielles Ökosystem bildet. Die darin enthaltene Bakteriengemeinschaft dürfte eine Schlüsselrolle bei der frühen Etablierung des Darmmikrobioms des Babys spielen. Das Forschungsteam nutzte fortschrittliche metagenomische Sequenzierungstechnologie, um die Korrespondenz zwischen den Bakterienlinien in der Muttermilch und der Darmflora des Säuglings zu verfolgen und lieferte damit einen der bisher klarsten Beweise dafür, dass einige Bakterien in der Muttermilch während des Stillvorgangs „vertikal“ auf das Baby übertragen werden können.
Traditionell konzentrierten sich Diskussionen über Muttermilch auf Aspekte wie Nährstoffgehalt, Immunantikörper und Eltern-Kind-Bindung, während den Bakterien in der Muttermilch relativ wenig Aufmerksamkeit geschenkt wurde. Allerdings gibt es in der Muttermilch eine kleine, aber strukturell stabile „Milchmikrobiota“. Diese Bakterien können den Besiedlungsweg der Darmflora des Säuglings beeinflussen und dadurch mehrere physiologische Prozesse wie die Nährstoffaufnahme, den Stoffwechsel und die Reifung des Immunsystems beeinflussen. Die neue, in Nature Communications veröffentlichte Studie analysierte systematisch, wie die Zusammensetzung der verschiedenen Muttermilchflora mit der Bildung von Darmmikroorganismen bei Säuglingen zusammenhängt.
Da Muttermilch reich an Fett und insgesamt arm an Bakterien ist, war es technisch schwierig, daraus genügend genetisches Material für eine eingehende Analyse zu gewinnen. Obwohl Muttermilch weithin als einzige Nahrungsquelle für Säuglinge in den ersten Lebensmonaten empfohlen wird, gibt es immer noch viele unbeantwortete Fragen zum Milchmikrobiom, auch weil es so schwer zu analysieren ist, sagte Hauptautorin Pamela Ferretti, Postdoktorandin in Blekhmans Labor am University of Chicago Medical Center. Diese Studie konnte diesen Engpass systematisch überwinden, indem sie sich auf Hunderte von Milchproben stützte, die im Rahmen der groß angelegten Kohortenstudie „Maternal and Infant Health Linkage (MILk)“ gesammelt und mit der Erfahrung des Teams in der metagenomischen und Säuglingsmikrobiomforschung kombiniert wurden.
Das Forschungsteam analysierte insgesamt 507 Proben von 195 Mutter-Kind-Paaren, die sowohl Muttermilch als auch Säuglingskot umfassten. Daten zeigen, dass es in der Muttermilch eine charakteristische Bakterienkombination gibt, unter der Bifidobacterium vorherrscht, darunter Bifidobacterium longum (Bifidobacterium longum), Bifidobacterium breve (B. breve) und Bifidobacterium bifidum (B. bifidum). Bifidobacterium longum wurde in mehr als der Hälfte der Muttermilchproben nachgewiesen, und im Darmmikrobiom des Säuglings war diese Art in mehr als 98 % der Proben in hoher Häufigkeit vorhanden. Diese hohe Überlappung gilt als wichtiger Hinweis darauf, dass Muttermilch am Aufbau der Darmflora beteiligt ist.
Ferretti weist darauf hin, dass es zwar erwiesen ist, dass Bifidobacterium longum im Darm von Säuglingen weit verbreitet ist, es jedoch unerwartet war, eine so starke „Signatur“ derselben Art in Muttermilchproben zu finden. Frühere Studien zu Muttermilchbakterien berichteten mehr über Staphylococcus, Streptococcus und andere Bakteriengattungen, was die Einschränkungen früherer Nachweismethoden und der Analysetiefe widerspiegelt. Es wird erwartet, dass die neuen Ergebnisse die akademische Gemeinschaft dazu veranlassen werden, die Zusammensetzung und Struktur der Muttermilch-Mikrobiota und ihre biologische Bedeutung neu zu bewerten.
Im Gegensatz zu früheren Studien, die hauptsächlich Amplikonsequenzierung verwendeten, wurde in dieser Studie die metagenomische Sequenzierungstechnologie verwendet, die einen größeren Bereich genomischer Informationen in gemischten Bakterienproben rekonstruieren kann und auf die Stammebene genau ist. Diese Art der Auflösung ist von entscheidender Bedeutung, um den „Übertragungsweg“ zwischen der Muttermilch und dem Darm des Säuglings zu verfolgen, denn nur wenn es eine Übereinstimmung auf Stamm- und nicht auf Artenebene gibt, können Forscher auf die Existenz eines tatsächlichen Übertragungsereignisses schließen. Der Forschungsbericht dokumentierte 12 Fälle des gleichen Bakterienstamms, der gleichzeitig in der Muttermilch und im Darm ihres Säuglings vorkam, was als starker Beweis für eine vertikale Übertragung durch das Stillen gilt.
Dazu gehören nützliche symbiotische Bakterien wie Bifidobacterium longum und Bifidobacterium bifidum, die menschliche Milch-Oligosaccharide (HMOs) abbauen und eine gesunde Darmentwicklung von Säuglingen unterstützen können; Dazu gehören auch „opportunistische pathogene Bakterien“ wie Escherichia coli und Klebsiella pneumoniae. Letztere können bei gesunden Menschen als Kommensalbakterien im Darm vorkommen, können aber unter bestimmten Umständen oder beim Immunstatus eine Infektion verursachen. Das Forschungsteam betonte, dass es sich bei den an der Studie teilnehmenden Müttern und Säuglingen um klinisch gesunde Personen handelte. Das Vorhandensein dieser Stämme in der Milch bedeutet nicht unbedingt, dass sie pathogen sind, sondern spiegelt vielmehr die Vielfalt der Mikroorganismen wider, die während des Stillens übertragen werden können.
Die Studie entdeckte in den Milchproben auch Bakterienstämme, die häufig mit der Mundumgebung in Verbindung gebracht werden, darunter Streptococcus salivarius und mehrere Arten der Gattung Veillonella. Dieser Befund unterstützt die sogenannte „Retrograde Flow“-Hypothese: Während des Saugvorgangs des Babys können kleine Mengen oraler Bakterien durch die Brustwarze und die Milchgänge zurück in die Brustdrüse fließen und dann Teil des Milchmikrobioms werden. Dies deutet darauf hin, dass die Muttermilchflora nicht nur „äußerlich“ zur Multistandortflora der Mutter beiträgt, sondern auch eine dynamische wechselseitige Interaktion mit der Mundumgebung des Babys eingehen kann.
Ferretti sagte, dass diese Studie nicht nur das Verständnis mikrobieller Übertragungswege vorantreibe, sondern auch eine große Lücke in den grundlegenden wissenschaftlichen Forschungsdaten schließe. Durch diese Arbeit hat sich die Anzahl der öffentlich zugänglichen metagenomischen Proben der Muttermilch fast verdoppelt und wird durch detaillierte Informationen zum Gesundheitszustand der Mutter und zum Lebensstil ergänzt, was wertvolle Ressourcen für zukünftige Forschungen zum Zusammenhang zwischen Gesundheit im frühen Leben und Milchfaktoren liefert. Das Forschungsteam hofft, dass der Forschungsfortschritt in verwandten Bereichen erheblich beschleunigt wird, wenn immer mehr Wissenschaftler diesen Datensatz zur Durchführung von Multi-Omics-Verknüpfungsanalysen verwenden.
Als Nächstes planen die Forscher, die Analyse auf die Ebene von Metaboliten und Umweltexposition auszudehnen, beispielsweise eine eingehende Untersuchung der Zusammensetzung und Funktion von Oligosacchariden in der menschlichen Milch, und zu untersuchen, wie Umweltfaktoren wie Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) und antimikrobielle Resistenzen über die Milch übertragen werden, um das Mikrobiom des Säuglings und Gesundheitsrisiken zu beeinflussen. Das ultimative Ziel des Teams besteht darin, Gesundheitsverläufe über längere Zeiträume abzubilden und zu untersuchen, ob die Zusammensetzung der Muttermilch und frühe Expositionen die gesundheitlichen Folgen im Erwachsenenalter vorhersagen. Der zugehörige Artikel trägt den Titel „Infant Gut Microbiome and Resistance Genome Assembly Associated with Breast Milk Bacterial Strains“ und wurde am 22. November 2025 in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
Zusammengestellt von /ScitechDaily