dwa ostatnie badania opisują pierwsze kroki w kierunku zrozumienia rozwoju układu odpornościowego we wczesnym życiu. Olin i in. okazało się, że wczesny rozwój układu odpornościowego podążał za stereotypowym wzorcem u dzieci przedterminowych i terminowych, podczas gdy Traglia et al. porównano matczynych i płodowych współpracowników do wczesnego życia układu odpornościowego. W obu badaniach wykorzystano technologie o wysokiej przepustowości do pomiaru wielu czynników jednocześnie.

Olin i in. analizowana krew od 100 noworodków: 50 urodzeń przedterminowych i 50 urodzeń terminowych. Profilowali częstotliwości komórek wszystkich głównych populacji komórek odpornościowych za pomocą CyTOF i 267 białek osocza przez test immunologiczny we krwi pępowinowej w momencie urodzenia oraz we krwi w 1, 4 i 12 tygodniu po urodzeniu. Próbki krwi pępowinowej były bardzo zróżnicowane, z niewielką korelacją z fenotypem immunologicznym po porodzie. Przedterminowe narodziny wiązały się z silnym sygnałem prozapalnym. Neutrofile zwiększały się wraz z wiekiem ciążowym, a wcześniaki miały mniejszą liczbę noworodków w porównaniu z noworodkami urodzonymi w ciąży. Analiza danych topologicznych z wykorzystaniem zarówno białek osocza, jak i częstotliwości populacji komórek odpornościowych wykazała, że chociaż dzieci urodzone przed terminem lub w terminie różniły się od siebie po urodzeniu, zbiegły się na stereotypowy fenotyp odpornościowy.

ponadto, w porównaniu z rodzicami, układ odpornościowy noworodków był z czasem bardziej dynamiczny i wykazywał znacznie większą zmienność wewnątrzosobniczą. Jest to w przeciwieństwie do poprzednich prac, które wykazały, że różnice między poszczególnymi osobami były znacznie większe i miały wpływ na narażenie środowiska . U dorosłych powtarzające się pomiary składników układu odpornościowego w czasie pozostają w dużej mierze stabilne, przy większych różnicach obserwowanych między ludźmi, a nie wewnątrz. Z czasem fenotypy komórek B, komórek NK (natural killer) i komórek dendrytycznych (DCs) u noworodków stają się bardziej podobne do tych u ich rodziców, podczas gdy komórki T nie. Podkreśla to krytyczne okno rozwojowe dla tych typów komórek we wczesnym okresie życia. Olin i in. przeanalizowano również mikrobiomy noworodków. Różnorodność mikrobiomu wzrosła po urodzeniu, a osoby o niskiej różnorodności (i wysokim poziomie aktywowanych populacji limfocytów T) wykazywały zwiększoną heterogeniczność immunologiczną w wieku 3 miesięcy. Ponadto kilka kluczowych populacji komórek odpornościowych (komórki B, komórki NK i DCs) osiągnęło fenotypy podobne do dorosłych w pierwszych 3 miesiącach życia, co sugeruje, że ekspozycja na antygeny przez te komórki w tym okresie może prowadzić do różnych wyników w późniejszym życiu. Na przykład, różnicowa podatność na autoimmunizację i astmę może odnosić się do ekspozycji DC na antygeny bakteryjne we wczesnym okresie życia, co może prowadzić do bardziej tolerancyjnego DCs w późniejszym okresie życia. Ogólnie Rzecz Biorąc, Olin et al. zapewnij szczegółowy obraz rozwoju układu odpornościowego, który wspiera model, w którym układ odpornościowy jest bardzo heterogeniczny po urodzeniu, ale zbiega się w pierwszych 3 miesiącach życia.

środowisko cytokin płodowych ma istotny wpływ na rozwój płodu. Na przykład, wysokie poziomy interleukiny (IL) -6, IL-1, IL-8 i czynnika martwicy nowotworu (TNF) są predykcyjne przed porodem, a interferony typu i są niezbędne dla odporności gospodarza na infekcję wirusem Zika u płodu w modelu mysim . Traglia i in. koncentrował się na dziedziczności poziomów cytokin i chemokin między matkami i niemowlętami, przeprowadzając pierwsze badania nad regulatorami immunologicznymi w całym genomie u niemowląt i matek jednocześnie. Mierzono kilka poziomów cytokin i chemokin w ponad 700 parach matka–niemowlę i obliczono dziedziczność opartą na polimorfizmie pojedynczego nukleotydu w całym genomie, aby znaleźć loci, które przyczyniają się do ich poziomu. Wyniki badania wykazały znacznie mniejszą zmienność poziomów cytokin i chemokin u niemowląt w porównaniu z matkami. Siedem chemokin miało bardzo wysoki poziom dziedziczności, co sugeruje, że istnieje silny składnik genetyczny wczesnych programów chemotaktycznych u niemowlęcia. Traglia i in. zidentyfikowano locus PLCL2 jako silnie związane z kilkoma cytokinami zapalnymi i chemokinami, które są zaangażowane w odpowiedź humoralną i sygnalizację receptora limfocytów B (interferon γ, IL-2, ligand 7 motywu chemokiny C-C, ligand 9 motywu chemokiny C-x-C i ligand 19 motywu chemokiny C-c).

genetyka matki znacząco przyczyniła się do poziomu sześciu cytokin lub chemokin u niemowlęcia . Spośród nich poziom cytokiny IL-4 u noworodków nie był zależny od genetyki płodu, a jedynie od dziedziczności matki. Co ciekawe, genetyka płodu przyczyniła się do poziomu cytokin i chemokin u matek. Na przykład, polimorfizm pojedynczego nukleotydu płodu w obrębie długiego niekodującego RNA w pobliżu ADCYAP1 był związany z poziomami łańcucha Alfa rozpuszczalnego receptora IL-2 u matki (sIL-2RA). Genetyka płodu przyczyniła się do powstania środowiska cytokin matczynych prawdopodobnie poprzez sygnalizację w łożysku, a nie poprzez bezpośrednie przeniesienie cytokin i chemokin przez łożysko. Niektóre cytokiny u noworodków można wyjaśnić genotypem matki, a sIL-2RA u matek można wytłumaczyć genotypem noworodka, co sugeruje dwukierunkową interakcję. Ta analiza dziedziczności krzyżowej zaczyna rzucać światło na złożoną dynamikę interakcji immunologicznych matki-płodu.

oba te badania dotyczą rozwoju układu odpornościowego we wczesnym okresie życia przy użyciu technologii o wysokiej przepustowości. Podczas gdy podchodzą do tego pytania z różnych punktów widzenia, razem tworzą ramy dla zrozumienia czynników dziedzicznych i środowiskowych, które charakteryzują odporność na wczesne życie.