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Un nouveau modèle de septicémie à apparition tardive explore les traitements potentiels de l'infection néonatale

Les nourrissons extrêmement prématurés sont à risque d'infections potentiellement mortelles qui se propagent dans leur corps à partir de l'intestin. Les infections après les trois premiers jours de la vie sont appelées septicémie tardive, ou LOS.

Des chercheurs de l'Université d'Alabama à Birmingham signalent maintenant un nouveau modèle de LOS dans un article de Médecine naturelle e, et ils montrent que perturber la maturation normale des microbes dans l'intestin peut rendre les souriceaux nouveau-nés très sensibles au LOS.

Par ailleurs, ils ont découvert qu'ils pouvaient prévenir l'infection mortelle en donnant aux chiots des bactéries protectrices spécifiques avant un défi avec la bactérie invasive Klebsiella pneumoniae.

Nos résultats offrent la possibilité de concevoir et de tester de manière rationnelle des thérapies probiotiques efficaces pour protéger les prématurés à risque. Ces études corroborent la recherche clinique suggérant que la prolifération d'une seule espèce bactérienne, appelée dysbiose néonatale, précède souvent le développement du LOS.

Notre modèle devrait aider à définir les mécanismes par lesquels les espèces pionnières du microbiome en développement des nouveau-nés empêchent -; ou ne pas empêcher - ; dysbiose qui prédispose au LOS."

Jeffrey chanteur, Doctorat., et Casey Weaver, MARYLAND, auteurs correspondants

Leur modèle est aidé par le fait que l'intestin du nouveau-né se développe encore après la naissance, semblable à l'intestin encore en développement des nourrissons extrêmement prématurés.

Chez UAB, Singer est étudiante en M.D./Ph.D. Programme de formation de scientifique médical, et Weaver est le professeur Wyatt et Susan Haskell d'excellence médicale en pathologie.

Bioluminescence

Les chercheurs de l'UAB ont placé une souche virulente de K. pneumoniae, Kp-43816, dans l'estomac des chiots.

Les bactéries portaient un marqueur bioluminescent qui a permis aux chercheurs d'utiliser un système d'imagerie pour voir où dans le tractus intestinal les bactéries se développaient chez les animaux vivants, puis mesurer la propagation invasive des microbes hors de l'intestin et dans le reste du corps. Les bactéries bioluminescentes chez les animaux vivants peuvent être vues à travers près d'un pouce de tissu.

En utilisant une dose qui a causé 50 pour cent de mortalité en 10 jours, les chercheurs ont constaté que la translocation hors de l'intestin se produisait là où la colonisation par Klebsiella était la plus dense dans l'intestin. Cependant, tous les chiots atteints de dysbiose n'ont pas développé de sepsis, tout comme tous les nourrissons humains prématurés atteints de dysbiose ne développent pas de LOS.

Lorsque l'équipe de l'UAB a placé la même dose d'une souche avirulente de K. pneumoniae, Kp-39, dans l'estomac, un résultat intrigant a suivi. Kp-39 n'a causé aucune mortalité chez les chiots, mais il a également été transféré de l'intestin à l'abdomen, et comme Kp-43816, il a également infecté le foie et le mésentère. L'infection Kp-39 a été éliminée au cours des neuf jours suivants.

Cela suggérait que les deux souches de K. pneumoniae étaient capables de se propager hors de l'intestin, mais les différences de clairance de l'hôte par le système de défense immunitaire après translocation ont contribué à la virulence différentielle de ces souches apparentées.

En effet, lorsque l'une ou l'autre souche a été injectée directement dans le péritoine - ; contourner le besoin de translocation de l'intestin - ; Kp-43816 a causé une mortalité de 100 pour cent en une journée, mais le Kp-39 n'a causé aucune mortalité chez les chiots et a été éliminé en une semaine.

Les chercheurs ont découvert des différences dans la capsule entourant la bactérie qui ont permis au Kp-43816 de résister plus fortement à la phagocytose d'élimination de l'infection par les cellules immunitaires que le Kp-39.

« Notamment, donc, tandis que l'infection Kp-43816 modélise le LOS, " Le chanteur et tisserand ont dit, "Kp-39 permet le suivi de la dysbiose sans les effets confusionnels de la septicémie et de la mortalité."

Les chercheurs ont ensuite découvert que la modification du microbiome des chiots modifiait la sensibilité à la dysbiose et au LOS.

Le microbiome intestinal normal est connu pour jouer un rôle essentiel dans la restriction de la colonisation et de la propagation d'un agent pathogène. Des chiots sans microbiome, élevé dans des conditions sans germes, étaient uniformément sensibles à Kp-43816 LOS.

Pour regarder plus loin, les chercheurs ont traité les mères avec deux antibiotiques en commençant un jour avant l'accouchement et plusieurs jours après, avant d'être infecté par Klebsiella.

Les deux antibiotiques sont mal absorbés et peu susceptibles d'être transmis aux chiots; mais ils modifieraient les microbiomes intestinaux de la mère de différentes manières, ce qui devrait à son tour modifier le microbiome que les chiots acquièrent après la naissance des barrages.

L'équipe de l'UAB a découvert que les chiots de mères ayant reçu de la gentamicine étaient nettement plus sensibles à la septicémie, tandis que les chiots de mères ayant reçu de la vancomycine étaient moins sensibles à la septicémie, par rapport aux témoins.

Lorsque l'expérience antibiotique a été répétée en utilisant le Kp-39 avirulent, il n'y avait pas de mortalité. Cependant, les chiots dont les mères avaient reçu de la vancomycine avaient moins de Kp-39, ou moins dysbiose, par rapport aux témoins ; les chiots dont les mères avaient reçu de la gentamicine présentaient plus de Kp-39, ou plus de dysbiose, par rapport aux témoins.

Bactéries protectrices

La différence?

Les chercheurs ont découvert que les chiots des mères vancomycine avaient une plus grande abondance de bactéries Lactobacillus dans leur microbiome intestinal, et les chiots des mères à la gentamicine avaient des quantités moindres de Lactobacillus.

Ainsi, la présence ou l'absence de lactobacilles semble être en corrélation avec la résistance ou la sensibilité, respectivement, à la dysbiose néonatale et au LOS.

L'analyse de l'ADN a montré que les chiots vancomycine étaient dominés par l'espèce Lactobacillus murinus, tandis que les petits de gentamycine étaient en grande partie dépourvus de L. murinus.

Ils ont également découvert que L. murinus était sensible à la gentamicine et résistante à la vancomycine, suggérant que le traitement à la gentamycine a tué cette espèce protectrice dans les barrages, empêchant ainsi son passage aux chiots par transmission verticale.

Lorsque l'espèce L. murinus a été administrée à titre prophylactique à des chiots à la gentamycine avant une provocation avec Klebsiella, il a considérablement réduit la prolifération de Kp-39 par rapport aux témoins.

Grâce à une série d'expériences différentes, les chercheurs ont découvert qu'une souche d'E. coli probiotique était également capable de conférer une protection aux chiots à gentamycine. Cette protection n'a pas été observée pour plusieurs autres espèces probiotiques de Lactobacillus couramment utilisées.

Les chercheurs ont également découvert que les chiots plus jeunes, comme les nourrissons extrêmement prématurés, ont des microbiomes dominés par des bactéries appelées anaérobies facultatifs qui peuvent se développer en présence ou en l'absence d'oxygène.

Au fur et à mesure que les chiots grandissaient, leurs microbiomes ressemblent davantage à des nourrissons nés à terme car ils sont dominés par des bactéries appelées anaérobies obligatoires, qui croissent bien en l'absence d'oxygène mais meurent si l'oxygène est présent. Les chiots plus âgés, avec un microbiome mature dominé par des anaérobies stricts, étaient résistants à la dysbiose néonatale.

Il est apparu que la présence d'oxygène dans les lumières intestinales des nouveau-nés empêchait la colonisation par les anaérobies obligatoires. Les chercheurs de l'UAB ont émis l'hypothèse que cela pourrait expliquer pourquoi la dysbiose est plus fréquente chez les nourrissons de très faible poids de naissance.

"Nos résultats établissent que les constituants normaux du microbiome sont à la fois nécessaires et suffisants pour tamponner l'expansion des pathobiontes dans l'intestin néonatal afin de prévenir le LOS, " Singer et Weaver ont déclaré. " Ils fournissent en outre une base pour comprendre pourquoi certains probiotiques sont protecteurs, alors que d'autres ne le sont pas. Cela peut avoir des implications importantes pour la pratique clinique, où l'utilisation d'antibiotiques à la fois maternelle et néonatale peut modifier le microbiome néonatal, et où les nourrissons de très faible poids de naissance reçoivent des probiotiques sans preuve claire quant aux espèces probiotiques préférées. »

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