Studi praklinis yang dipublikasikan di Science Immunology pada 15 Maret menunjukkan bahwa bakteri yang melimpah di usus bayi baru lahir menghasilkan serotonin, yang mendorong perkembangan sel kekebalan yang disebut sel T-regulatory atau Treg. Sel-sel ini menekan respon imun yang tidak tepat untuk membantu mencegah penyakit autoimun dan reaksi alergi yang berbahaya terhadap makanan yang tidak berbahaya atau mikroba usus yang bermanfaat.
“Usus sekarang dikenal sebagai otak manusia kedua karena menghasilkan lebih dari 90 persen neurotransmiter dalam tubuh manusia. Meskipun neurotransmiter seperti serotonin terkenal karena perannya dalam kesehatan otak, reseptor neurotransmiter terletak di seluruh tubuh manusia, jelas penulis senior studi tersebut, Dr. Melody Zeng, asisten profesor imunologi di Institut Penelitian Anak Gale dan Ira Drukier dan Departemen Pediatri di Weill Cornell Medicine.
Bakteri Usus pada Bayi Memberikan Bantuan
Para peneliti mengamati bahwa usus tikus neonatal memiliki tingkat neurotransmiter yang jauh lebih tinggi, termasuk serotonin, dibandingkan usus orang dewasa. “Sejauh ini, hampir semua penelitian tentang neurotransmiter usus dilakukan pada hewan dewasa atau subjek manusia, di mana jenis sel usus tertentu yang disebut sel enterochromaffin menghasilkan neurotransmiter,” kata Dr. Zeng. “Namun, kami menemukan bahwa hal ini tidak terjadi pada usus bayi baru lahir di mana sebagian besar serotonin dibuat oleh bakteri yang lebih banyak terdapat di usus bayi baru lahir.”
Hal ini juga dikonfirmasi pada bayi melalui biobank tinja bayi manusia yang didirikan oleh laboratorium Zeng bekerja sama dengan Unit Perawatan Intensif Neonatal di Rumah Sakit Wanita dan Bayi Baru Lahir NewYork-Presbyterian Alexandra Cohen. Sampel ini diperoleh dengan izin orang tua dan tidak diidentifikasi.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa sebelum usus neonatal cukup matang untuk membuat neurotransmiter, bakteri usus unik dapat memasok neurotransmiter yang diperlukan untuk fungsi biologis penting selama perkembangan awal.
“Kami menemukan bahwa bakteri usus pada tikus muda tidak hanya secara langsung memproduksi serotonin tetapi juga menurunkan enzim yang disebut monoamine oksidase yang biasanya memecah serotonin, sehingga menjaga kadar serotonin usus tetap tinggi,” kata penulis utama studi tersebut, Dr Katherine Sanidad, seorang rekan postdoctoral di bidang pediatri. di Kedokteran Weill Cornell.
Kadar serotonin yang tinggi menggeser keseimbangan sel kekebalan dengan meningkatkan jumlah Treg, yang membantu mencegah sistem kekebalan bereaksi berlebihan dan menyerang bakteri usus atau antigen makanan. “Usus neonatal membutuhkan bakteri penghasil serotonin ini untuk menjaga sistem kekebalan tubuh,” tambah Dr. Sanidad.
Sistem Kekebalan Tubuh yang Sehat Membantu di kemudian hari
Dr Zeng mencatat bahwa penelitian ini menggarisbawahi pentingnya memiliki jenis bakteri menguntungkan yang tepat segera setelah lahir. Bayi di negara maju memiliki akses yang lebih baik terhadap antibiotik, lebih sedikit paparan terhadap beragam mikroba di lingkungan bersih mereka, dan kemungkinan pola makan tidak sehat yang secara signifikan dapat berdampak pada banyaknya bakteri penghasil serotonin di usus mereka.
Akibatnya, bayi-bayi ini mungkin memiliki lebih sedikit Treg dan mengembangkan reaksi kekebalan terhadap bakteri usus mereka sendiri, atau alergi terhadap makanan. Hal ini mungkin menjadi salah satu alasan mengapa alergi makanan menjadi semakin umum terjadi pada anak-anak, khususnya di negara-negara maju. “Jika dididik dengan benar, sistem kekebalan pada bayi akan mengenali bahwa kacang-kacangan dan telur baik-baik saja, dan tidak harus menyerang mereka,” katanya. Hal ini mungkin juga berdampak pada berkembangnya penyakit autoimun–ketika sistem kekebalan tubuh menyerang sel-sel sehat tubuh sendiri–di kemudian hari.
Tim selanjutnya berencana untuk melihat bakteri dalam sampel tinja bayi manusia untuk mengukur produksi serotonin, neurotransmiter lain, dan molekul yang dapat membantu melatih sistem kekebalan tubuh untuk mencegah penyakit terkait kekebalan di masa depan, seperti alergi, infeksi, dan kanker.
“Sangat penting untuk memahami bagaimana sistem kekebalan tubuh dilatih sejak awal kehidupan, namun hal ini belum banyak dipelajari pada bayi baru lahir dan anak-anak. Penelitian lebih lanjut mengenai periode perkembangan ini diharapkan dapat membawa kita pada pendekatan mitigasi untuk mengurangi risiko penyakit inflamasi seperti alergi makanan dan radang usus. penyakit di kemudian hari,” kata Dr Sanidad.
