Uusi malli myöhään alkaneelle sepsikselle tutkii mahdollisia vastasyntyneen infektion hoitoja

Tuloksemme tarjoavat mahdollisuuden tehokkaiden probioottiterapioiden järkevään suunnitteluun ja testaamiseen riskialttiiden ennenaikaisten imeväisten suojelemiseksi. Nämä tutkimukset tukevat kliinistä tutkimusta, joka viittaa siihen, että yksittäisten bakteerilajien lisääntyminen, kutsutaan vastasyntyneen dysbioosiksi, usein ennen LOS:n kehittymistä.

Mallimme pitäisi auttaa määrittelemään mekanismeja, joilla vastasyntyneiden kehittyvän mikrobiomin edelläkävijälajit estävät -; tai eivät pysty estämään -; dysbioosi, joka altistaa LOS:lle. "

Jeffrey Singer, Ph.D., ja Casey Weaver, M.D, vastaavat kirjoittajat

Heidän malliaan avustaa se, että vastasyntyneen pennun suoli kehittyy vielä syntymän jälkeen, samanlainen kuin erittäin kehittyvien imeväisten edelleen kehittyvä suolisto.

UAB:ssa, Laulaja on M.D./Ph.D -opiskelija. Lääketieteellisen tutkijan koulutusohjelma, ja Weaver on patologian lääketieteen huippuosaamisen professori Wyatt ja Susan Haskell.

Bioluminesenssi

UAB:n tutkijat asettivat virulentin K. pneumoniae -kannan, Kp-43816, pentujen vatsaan.

Bakteereissa oli bioluminoiva merkkiaine, jonka avulla tutkijat pystyivät käyttämään kuvantamisjärjestelmää nähdäkseen, missä suolistossa bakteerit kasvoivat elävissä eläimissä, ja mittaa sitten mikrobien invasiivinen leviäminen suolesta ja muuhun kehoon. Bioluminesoivat bakteerit elävissä eläimissä voidaan nähdä lähes tuuman kudoksen läpi.

Käyttämällä annosta, joka aiheutti 50 prosentin kuolleisuuden 10 päivään mennessä, tutkijat näkivät, että siirtyminen suolistosta tapahtui siellä, missä Klebsiella -kolonisaatio oli tihein suolessa. Kuitenkin, Kaikille dysbioosia sairastaville pennuille ei kehittynyt sepsistä, aivan kuten kaikki ennenaikaiset ihmisvauvat, joilla on dysbioosi, eivät kehitä LOS:a.

Kun UAB -tiimi laittoi saman annoksen avirulentista K. pneumoniae -kantaa, Kp-39, vatsaan, seurasi mielenkiintoinen tulos. Kp-39 ei aiheuttanut kuolleisuutta pennuilla, mutta se myös siirtyi suolistosta vatsaan, ja kuten Kp-43816, se tarttui myös maksaan ja suolilukkoon. Kp-39-infektio selvisi seuraavien yhdeksän päivän aikana.

Tämä viittasi siihen, että molemmat K. pneumoniae -kannat kykenivät leviämään suolistosta, mutta immuunipuolustuksen erot isännän puhdistumassa translokaation jälkeen vaikuttivat näiden sukujen erilaiseen virulenssiin.

Todellakin, kun jompikumpi kanta injektoitiin suoraan vatsakalvoon -; ohittamalla siirtymisen tarve suolesta -; Kp-43816 aiheutti 100 prosentin kuolleisuuden yhdessä päivässä, mutta Kp-39 ei aiheuttanut kuolleisuutta pennuille ja puhdistui viikossa.

Tutkijat havaitsivat bakteereja ympäröivän kapselin eroja, joiden ansiosta Kp-43816 pystyi vastustamaan immuunisolujen infektioita poistavaa fagosytoosia voimakkaammin kuin Kp-39.

"Erityisesti, siksi, kun taas Kp-43816-infektio mallitsee LOS:n, "Laulaja ja Weaver sanoivat:"Kp-39 mahdollistaa dysbioosin seurannan ilman sepsiksen ja kuolleisuuden sekoittavia vaikutuksia."

Sitten tutkijat havaitsivat, että pentujen mikrobiomin muuttaminen muutti herkkyyttä dysbioosille ja LOS:lle.

Normaalilla suoliston mikrobiomilla tiedetään olevan kriittinen rooli taudinaiheuttajan kolonisaation ja leviämisen rajoittamisessa. Pennut ilman mikrobiomia, kasvatettu bakteerittomissa olosuhteissa, olivat tasaisesti alttiita Kp-43816 LOS:lle.

Jos haluat katsoa pidemmälle, tutkijat hoitivat emoja kahdella antibiootilla alkaen päivä ennen synnytystä ja useita päiviä sen jälkeen, ennen Klebsiella -tartuntaa.

Molemmat antibiootit imeytyvät huonosti eivätkä todennäköisesti siirry pennuille; mutta ne muuttavat äidin suoliston mikrobiomeja eri tavoin, jonka puolestaan ​​pitäisi muuttaa mikrobiomia, jonka pennut hankkivat syntymän jälkeen emoista.

UAB -tiimi havaitsi, että gentamisiinia saaneiden äitien pennut olivat huomattavasti alttiimpia sepsikselle, kun vankomysiiniä saaneiden äitien pennut olivat vähemmän alttiita sepsikselle, verrokeihin verrattuna.

Kun antibioottikokeilu toistettiin käyttäen avirulenttia Kp-39:tä, ei ollut kuolleisuutta. Kuitenkin, pennuilla, joiden äideille oli annettu vankomysiiniä, oli vähemmän Kp-39, tai vähemmän dysbioosia, verrattuna kontrolleihin; pennuilla, joiden äideille oli annettu gentamysiiniä, oli enemmän Kp-39:tä, tai enemmän dysbioosia, verrokeihin verrattuna.

Suojaavat bakteerit

Ero?

Tutkijat havaitsivat, että vankomysiini-emojen pennuilla oli suurempi määrä Lactobacillus-bakteereja suoliston mikrobiomissa, ja gentamysiini-emojen pennuilla oli pienempi määrä Lactobacillusta.

Täten, laktobasillien esiintyminen tai puuttuminen näytti korreloivan resistenssin tai herkkyyden kanssa, vastaavasti, vastasyntyneen dysbioosiin ja LOS:iin.

DNA-analyysi osoitti, että vankomysiinipentuja hallitsi Lactobacillus murinus -laji, kun taas gentamysiinipentuilla ei ollut suurelta osin L. murinus -bakteeria.

He havaitsivat myös, että L. murinus oli herkkä gentamysiinille ja resistentti vankomysiinille, olettaen, että gentamysiinihoito tappoi tämän suojalajin padoissa, estäen siten sen pääsyn poikasiin pystysuuntaisen voimansiirron kautta.

Kun L. murinus -laji annettiin ennaltaehkäisevästi gentamysiinipentuille ennen Klebsiella-haastetta, se vähensi dramaattisesti Kp-39:n ylikasvua verrattuna kontrolleihin.

Eri kokesarjojen kautta tutkijat havaitsivat, että probioottinen E. coli -kanta kykeni myös suojaamaan gentamysiinipentuja. Tätä suojaa ei havaittu useille muille yleisesti käytetyille Lactobacillus -probioottilajeille.

Tutkijat havaitsivat myös, että nuoremmat pennut, kuten hyvin ennenaikaisia ​​vauvoja, on mikrobiomeja, joita hallitsevat bakteerit, joita kutsutaan fakultatiivisiksi anaerobiksi ja jotka voivat kasvaa joko hapen läsnä ollessa tai ilman.

Pentujen kasvaessa heidän mikrobiomistaan ​​tulee enemmän samanikäisiä vauvoja, koska niitä hallitsevat pakollisiksi anaerobiksi kutsutut bakteerit, jotka kasvavat hyvin ilman happea, mutta kuolevat, jos happea on läsnä. Vanhemmat pennut, jossa on kypsä mikrobiomi, jota hallitsevat pakolliset anaerobit, olivat vastustuskykyisiä vastasyntyneen dysbioosille.

Näytti siltä, ​​että hapen läsnäolo vastasyntyneiden poikien suoliston onteloissa esti pakollisten anaerobien kolonisaation. UAB:n tutkijat olettivat, että tämä saattaa selittää, miksi dysbioosi on yleisempi hyvin pienipainoisilla imeväisillä.

"Tuloksemme osoittavat, että mikrobiomin normaalit ainesosat ovat sekä välttämättömiä että riittäviä estämään patobiontien laajeneminen vastasyntyneen suolistossa LOS:n estämiseksi, "Singer ja Weaver sanoivat." Ne tarjoavat lisäksi perustan ymmärtää, miksi jotkut probiootit ovat suojaavia, kun taas toiset eivät ole. Tällä voi olla merkittäviä vaikutuksia kliiniseen käytäntöön, joissa sekä äidin että vastasyntyneen antibioottien käyttö voi muuttaa vastasyntyneen mikrobiomia, ja joissa hyvin pienipainoisille pikkulapsille annetaan probiootteja ilman selviä todisteita suosituista probioottisista lajeista. "

• Uusi ihmisen kaksoispiste-sirulla mahdollistaa liman fysiologian in vitro -tutkimuksen
• Pensaslihaa syövät ihmiset voivat olla vaarassa saada hengenvaarallisia sairauksia