Evaluation of a Novel Recombinant Human Protein Formula Compared to Donor Human Milk and Standard Formula in Neonatal Piglets

Muttermilch gilt weithin als die ideale Nahrung für Säuglinge, da sie eine komplexe Mischung aus Nährstoffen und Schutzfaktoren bietet, die Babys beim Wachsen und bei der Bekämpfung von Krankheiten helfen. Für die ersten sechs Lebensmonate empfehlen Gesundheitsexperten sie als Primärnahrung. Da jedoch nicht jede Mutter stillen kann, dient Säuglingsnahrung als die notwendige Alternative für diejenigen, die dies nicht können. Die meisten heutigen Säuglingsnahrungen werden aus Kuhmilch oder pflanzlichen Inhaltsstoffen hergestellt. Obwohl diese die grundlegenden Bausteine für das Wachstum liefern, lassen sie oft die spezifischen biologischen Funktionen vermissen, die in der Muttermilch vorkommen, wie etwa Proteine, die aktiv gegen Infektionen vorgehen oder die Verdauung unterstützen. Da Lebensmittelallergien bei Kleinkindern immer häufiger auftreten, gibt es einen wachsenden Bedarf an Säuglingsnahrungen, die nicht nur nahrhaft, sondern auch sanft zum Immunsystem und näher an der Zusammensetzung dessen sind, was der Körper einer Mutter natürlich produziert.

Um diese Lücke zu schließen, entwickelten Forscher eine neue Art von Säuglingsnahrung, die darauf ausgelegt ist, die einzigartigen Eigenschaften der Muttermilch enger nachzuahmen als bisherige Optionen. Diese experimentelle Formel, bekannt als H1, ersetzt tierische Proteine durch menschliche Proteine, die im Labor hergestellt wurden. Diese Proteine, darunter Albumin, Lactoferrin und Lysozym, sind identisch mit denen, die in der Muttermilch vorkommen, werden jedoch mittels rekombinanter Technologie produziert, was bedeutet, dass sie in Zellen gezüchtet und nicht aus Tieren extrahiert werden. Das Ziel war es, ein hypoallergenes Produkt zu schaffen, das die Entwicklung eines Babys ebenso gut unterstützen kann wie Muttermilch oder Standard-Säuglingsnahrung, ohne allergische Reaktionen auszulösen. Um zu testen, ob dieser neue Ansatz sicher und effektiv funktioniert, wandten sich Wissenschaftler an ein Modell, das die menschliche Säuglingsphysiologie eng widerspiegelt: das neugeborene Ferkel.

In dieser Studie züchteten die Forscher achtzehn neugeborene Ferkel in einer kontrollierten Umgebung und ließen sie per Kaiserschnitt entbinden, um sicherzustellen, dass sie sich im gleichen Entwicklungsstadium befanden. Unmittelbar nach der Geburt wurden die Ferkel mit Schläuchen ausgestattet, um eine präzise Fütterung und Überwachung zu ermöglichen. Das Team teilte die Ferkel in drei Gruppen auf. Eine Gruppe erhielt Spender-Muttermilch, die als Goldstandard für den Vergleich diente. Eine zweite Gruppe erhielt eine handelsübliche Standard-Säuglingsnahrung aus Kuhmilch. Die dritte Gruppe erhielt die neue experimentelle Formel H1. Über einen Zeitraum von zehn Tagen wurden die Ferkel mit diesen Diäten gefütet, und die Forscher verfolgten sorgfältig ihr Wachstum, ihre Blutchemie und die Gesundheit ihrer inneren Organe. Am Ende der Studie wurden die Ferkel human euthanasiert, damit die Wissenschaftler ihr Gewebe im Detail untersuchen konnten, um nach Anzeichen von Entzündungen, Organentwicklung und der Nährstoffaufnahme zu suchen.

Die Ergebnisse zeigten, dass die neue Formel bemerkenswert gut abschnitt. Die Ferkel, die mit der H1-Formel gefütet wurden, wuchsen im gleichen Tempo wie jene, die Muttermilch oder Standard-Säuglingsnahrung erhielten, und nahmen genau wie erwartet an Gewicht zu. Dies deutet darauf hin, dass die neue Formel genügend Energie und Nährstoffe liefert, um ein gesundes Wachstum zu unterstützen. Als die Wissenschaftler die inneren Organe der Ferkel untersuchten, stellten sie fest, dass die Lebern und Mägen der H1-Gruppe im Verhältnis zu ihrer Körpergröße etwas kleiner waren als die der anderen Gruppen. Dies war kein Zeichen für schlechte Gesundheit; vielmehr deutete es darauf hin, dass die H1-Formel möglicherweise leichter vom Magen verarbeitet werden kann oder weniger metabolische Arbeit von der Leber bei der Verdauung erfordert. Die Schleimhaut des Dünndarms, eine kritische Barriere gegen Infektionen, sah in allen drei Gruppen gesund und normal aus, ohne Anzeichen von Schädigung oder übermäßiger Entzündung.

Über das körperliche Wachstum hinaus untersuchte die Studie, wie die Immunsysteme der Ferkel auf die verschiedenen Nahrungsmittel reagierten. Die Forscher maßen verschiedene Marker im Blut und im Gewebe, die auf Entzündungen oder Immunaktivität hindeuten. Sie fanden keine signifikanten Unterschiede in der allgemeinen Immunreaktion zwischen den Gruppen, was darauf hindeutet, dass die neue Formel keinen schädlichen Stress oder allergische Reaktionen verursachte. Tatsächlich zeigten die Ferkel, die mit der Standard-Kuhmilch-Nahrung gefütet wurden, im Vergleich zu historischen Daten etwas höhere Werte bestimmter weißer Blutkörperchen, was darauf hindeutet, dass die neue, auf menschlichen Proteinen basierende Formel möglicherweise sanfter zum Immunsystem ist. Die mit H1 gefütterten Ferkel hatten zudem höhere Konzentrationen bestimmter Aminosäuren, der Bausteine von Proteinen, im Blutkreislauf, was darauf hindeutet, dass ihre Körper die Nährstoffe effizient aufnehmen und verwerten.

Um sicherzustellen, dass die neuen Proteine in der Formel tatsächlich wie beabsichtigt wirkten, testeten die Forscher diese im Labor. Sie maßen die Aktivität der rekombinanten menschlichen Proteine, um zu sehen, ob sie dieselben biologischen Aufgaben erfüllen können wie natürliche menschliche Proteine. Während die im Labor hergestellten Versionen manchmal etwas weniger aktiv waren als ihre natürlichen Gegenstücke, waren sie dennoch voll funktionsfähig. Beispielsweise behielt das rekombinante Lysozym, das hilft, bakterielle Zellwände abzubauen, etwa zwei Drittel der Aktivität des natürlichen menschlichen Lysozyms bei. Das rekombinante Lactoferrin, das Eisen bindet, um schädliche Bakterien auszuhungern, zeigte starke Bindungseigenschaften und übertraf sogar einige natürliche bovine Proteine. Diese Tests bestätigten, dass die Proteine in der neuen Formel nicht nur vorhanden, sondern auch aktiv und in der Lage waren, die mit Muttermilch verbundenen Schutzfunktionen zu bieten.

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass diese neuartige, auf menschlichen Proteinen basierende Formel eine sichere und effektive Alternative für die neonatale Ernährung darstellt. Sie unterstützt das Wachstum und die Organentwicklung ebenso gut wie Muttermilch und Standard-Säuglingsnahrung und bietet gleichzeitig den potenziellen Vorteil, hypoallergen zu sein. Die Ergebnisse legen nahe, dass die Verwendung von menschenidentischen, im Labor gezüchteten Proteinen ein gangbarer Weg für die Säuglingsnahrung ist, der potenziell die Lücke zwischen dem, was Babys benötigen, und dem, was aktuelle Säuglingsnahrungen bieten können, schließt. Obwohl dies eine kurzfristige Studie an Ferkeln war, liefern die Ergebnisse eine starke Grundlage für weitere Forschungen dazu, wie diese fortschrittlichen Formeln menschlichen Säuglingen langfristig zugutekommen könnten.