Zwei aktuelle Studien beschreiben die ersten Schritte zum Verständnis der frühen Entwicklung des Immunsystems . Olin et al. fand heraus, dass die frühe Entwicklung des Immunsystems bei Früh- und Langzeitkindern einem stereotypen Muster folgte, während Traglia et al. im Vergleich mütterlichen und fetalen Beitrag zum frühen Leben Immunsystem. Beide Studien verwendeten Hochdurchsatztechnologien, um mehrere Faktoren gleichzeitig zu messen.

Olin et al. analysiertes Blut von 100 Neugeborenen: 50 Frühgeburten und 50 Frühgeburten. Sie profilierten Zellfrequenzen aller wichtigen Immunzellpopulationen mit CyTOF und 267 Plasmaproteine durch Immunoassay im Nabelschnurblut bei der Geburt und im Blut in den Wochen 1, 4 und 12 nach der Geburt. Nabelschnurblutproben waren sehr vielfältig und korrelierten nur wenig mit dem postnatalen Immunphänotyp. Frühgeburten waren mit einer starken entzündungsfördernden Signatur verbunden. Neutrophile nahmen mit dem Gestationsalter zu, wobei Frühgeborene im Vergleich zu Frühgeborenen eine geringere Anzahl aufwiesen. Die topologische Datenanalyse unter Verwendung von Plasmaproteinen und Immunzellpopulationshäufigkeiten ergab, dass Kinder, die vorzeitig oder zu Beginn geboren wurden, sich bei der Geburt voneinander unterschieden, Sie konvergierten zu einem stereotypen Immunphänotyp.Darüber hinaus waren die Immunsysteme von Neugeborenen im Vergleich zu ihren Eltern im Laufe der Zeit dynamischer und wiesen eine viel größere intraindividuelle Variabilität auf. Dies steht im Gegensatz zu früheren Arbeiten, die zeigten, dass die interindividuellen Unterschiede wesentlich größer waren und durch Umweltexpositionen beeinflusst wurden . Bei Erwachsenen bleiben wiederholte Messungen der Komponenten des Immunsystems im Laufe der Zeit weitgehend stabil, wobei größere Unterschiede zwischen Menschen als innerhalb beobachtet werden. Im Laufe der Zeit werden Phänotypen von B-Zellen, natürlichen Killerzellen (NK) und dendritischen Zellen (DCs) bei Neugeborenen denen ihrer Eltern ähnlicher, während T-Zellen dies nicht tun. Dies zeigt ein kritisches Entwicklungsfenster für diese Zelltypen früh im Leben. Olin et al. analysierte auch die Mikrobiome von Neugeborenen. Die Mikrobiom-Diversität nahm nach der Geburt zu, und diejenigen mit geringer Diversität (und hohen aktivierten T-Zell-Populationen) zeigten im Alter von 3 Monaten eine erhöhte immunologische Heterogenität. Darüber hinaus erreichten mehrere wichtige Immunzellpopulationen (B-Zellen, NK-Zellen und DCs) in den ersten 3 Lebensmonaten adulte Phänotypen, was darauf hindeutet, dass die Exposition dieser Zellen gegenüber Antigenen während dieses Zeitraums zu unterschiedlichen Ergebnissen führen könnte später im Leben. Beispielsweise kann eine unterschiedliche Anfälligkeit für Autoimmunität und Asthma mit einer DC-Exposition gegenüber bakteriellen Antigenen in Verbindung gebracht werden früh im Leben, was später im Leben zu einer tolerogeneren DC führen könnte. Insgesamt haben Olin et al. bieten Sie eine detaillierte Ansicht der Entwicklung des Immunsystems, die ein Modell unterstützt, in dem das Immunsystem bei der Geburt sehr heterogen ist, aber in den ersten 3 Lebensmonaten konvergiert.

Die fetale Zytokinumgebung hat einen wichtigen Einfluss auf die fetale Entwicklung. Zum Beispiel sind hohe Konzentrationen von Interleukin (IL) -6, IL-1, IL-8 und Tumornekrosefaktor (TNF) prädiktiv für die Frühgeburt und Typ-I-Interferone sind essentiell für die Wirtsresistenz gegen fetale Zika-Virus-Infektion in einem Mausmodell . Traglia et al. konzentrierte sich auf die Heritabilität von Zytokin- und Chemokinspiegeln zwischen Müttern und Säuglingen durch die Durchführung der ersten genomweiten Studie von Immunregulatoren bei Säuglingen und Müttern gleichzeitig. Mehrere Zytokin- und Chemokinspiegel wurden in mehr als 700 Mutter–Kind-Paaren gemessen und die genomweite Einzelnukleotid-Polymorphismus-basierte Erblichkeit von jedem wurde berechnet, um Loci zu finden, die zu ihren Spiegeln beitragen. Die Ergebnisse der Studie zeigten eine wesentlich geringere Variabilität der Zytokin- und Chemokinspiegel bei Säuglingen im Vergleich zu Müttern. Sieben Chemokine hatten ein sehr hohes Maß an Erblichkeit, was darauf hindeutet, dass frühe chemotaktische Programme beim Säugling eine starke genetische Komponente haben. Traglia et al. identifizierte den PLCL2-Locus als hochgradig assoziiert mit mehreren entzündlichen Zytokinen und Chemokinen, die an der humoralen Reaktion und der B-Zell-Rezeptorsignalisierung beteiligt sind (Interferon γ, IL-2, Chemokin-CC-Motivligand 7, Chemokin-CC-Motivligand 9 und Chemokin-CC-Motivligand 19).Die mütterliche Genetik trug wesentlich zu den Konzentrationen von sechs Zytokinen oder Chemokinen im Säugling bei . Von diesen wurde der neonatale Spiegel des Zytokins IL-4 nicht durch die fetale Genetik, sondern nur durch die mütterliche Erblichkeit beeinflusst. Interessanterweise trug die fetale Genetik zu den Konzentrationen von Zytokinen und Chemokinen bei Müttern bei. Zum Beispiel war ein fötaler Einzelnukleotidpolymorphismus innerhalb einer langen, nicht kodierenden RNA in der Nähe von ADCYAP1 mit maternalen löslichen IL-2-Rezeptor-alpha (sIL-2Ra) -Kettenspiegeln assoziiert. Die fetale Genetik trug zum mütterlichen Zytokinmilieu bei, wahrscheinlich durch Signalisierung an der Plazenta, nicht durch direkten Transfer von Zytokinen und Chemokinen über die Plazenta. Bestimmte Zytokine beim Neugeborenen können durch den mütterlichen Genotyp erklärt werden, und sIL-2Ra bei Müttern kann durch den Neugeborenen-Genotyp erklärt werden, was auf eine bidirektionale Interaktion hindeutet. Diese Analyse der Kreuzerblichkeit beginnt, die komplexe Dynamik der mütterlich–fetalen immunologischen Wechselwirkungen zu beleuchten.

Beide Studien befassen sich mit der Entwicklung des Immunsystems im frühen Leben unter Verwendung von Hochdurchsatztechnologien. Während sie sich dieser Frage aus verschiedenen Blickwinkeln nähern, konstruieren sie zusammen einen Rahmen für das Verständnis der vererbbaren und Umweltfaktoren, die die Immunität im frühen Leben charakterisieren.