Forskere studerer virkningerne af hyperoxi på lungeudviklingen af ​​kimfrie nyfødte mus

Charitharth Vivek Lal, M.D., og University of Alabama i Birmingham har kolleger brugt en ny og første i sin slags nyfødte musemodel til at studere effekten af ​​høje iltkoncentrationer, eller hyperoksi, om lungeudvikling af nyfødte mus, der er bakteriefri-hvilket betyder, at ingen mikrober koloniserer deres lunger.

Deres mål er at lære, hvordan forskelle i de typer mikrober, der allerede koloniserer menneskelige lunger ved fødslen - herunder ekstremt for tidligt fødte spædbørn - kan beskytte eller gøre et spædbarn mere modtageligt for bronkopulmonal dysplasi, eller BPD. BPD er en kronisk livstruende lungesygdom af prematuritet.

Lal, lektor i UAB Pediatrics Division of Neonatology, har tidligere vist, at en tidlig mikrobiel ubalance, eller dysbiose, er forudsigelig for udviklingen af ​​BPD hos spædbørn med ekstremt lav fødselsvægt. Disse spædbørn, der havde en gennemsnitlig fødselsvægt på 1 pund, 8 ounce, ofte behov for at få høje koncentrationer af ilt, fordi deres lunger ikke var fuldt udviklet.

For den aktuelle undersøgelse, vi antog, at lungerne af kimfrie mus ville have en overdreven fænotypisk reaktion på hyperoksi sammenlignet med ikke-kimfrie mus. I stedet, vi fandt ud af, at kimfrie mus i hyperoxi viste beskyttet lungestruktur, lungemekanik og reducerede markører for inflammation sammenlignet med mus, der ikke er bakteriefrie. "

Charitharth Vivek Lal, M.D., lektor, UAB Pediatrics Division of Neonatology

Hyperoksi -betingelserne var 85 procent ilt. I rumluften, hvilket er 21 procent ilt, både de kimfrie mus og ikke-kimfrie mus havde normal lungeudvikling.

Hvorfor den delvise beskyttelse for de bakteriefri nyfødte under hyperoksi?

Lal spekulerer i, at tilstedeværelsen af ​​en eller anden patogen bakterie i de ikke-bakteriefri mus kan fremme BPD-patogenese gennem pro-inflammatorisk signalering og betændelse fra neutrofiler i lungerne. "Manipulation af luftvejsmikrobiomet, "Sagde Lal, "kan være en potentiel terapeutisk intervention ved BPD og andre lungesygdomme."

I en redaktionel ledsagende Lals undersøgelse i American Journal of Physiology-Lung, Cellulær og molekylær fysiologi , Kent Willis, M.D., University of Tennessee-Memphis, sagde, "Denne rapport danner scenen for fremtidige undersøgelser, der evaluerer komplekse processer involveret i mikrobiomeffekter på lungeudvikling og skade. Det ville være vigtigt at evaluere effekten af ​​specifik mikrobiomkolonisering på BPD-patogenese i en kimfri model, ud over at vurdere effekten af ​​mikrobiel transplantation ved udarbejdelse af terapeutiske strategier. "

Generelt, Lal og kolleger fandt ud af, at kimfrie mus havde nedsat hyperoksi-induceret lungeskade sammenlignet med mus, der ikke var kimfrie, målt ved forstørrede alveolære rum med formindsket septation; de kimfrie nyfødte havde bedre lungefunktion ved hyperoxi, målt ved lungemodstand og total lungekonformitet; og de kimfrie mus havde nedsat inflammation, målt ved myeloperoxidase, interleukin 1-beta og interferon-gamma.

"Vi spekulerer i, at tilstedeværelsen af ​​disponerende patogen mikrobiota i ikke-bakteriefri og humaniserede mus kan fremhæve den proinflammatoriske kaskade ved hyperoksi, hvilket fører til en værre fænotype sammenlignet med kimfrie dyr, "Sagde Lal." I fravær af disse patogene mikrobioter, kimfrie dyr monterer muligvis ikke den inflammatoriske reaktion og kan derfor have relativ fænotypisk beskyttelse. Dette fund er i overensstemmelse med vores tidligere humane neonatale luftvejsmikrobiomundersøgelse, hvor vi fandt øget neutrofil aktivitet og et dysbiotisk luftvejsmikrobiom med proteobakteriel overvægt hos alvorlige BPD -patienter. "

• Kombinationsbehandling forbedrer overlevelse hos patienter med hepatocellulært karcinom
• Forskere vender sig til ældre behandlingsmetoder for nye sundhedsmæssige udfordringer