Studie gibt Aufschluss über das Versagen oraler Impfstoffe im Mausmodell für chronische Darmerkrankungen

Eine chronische Darmerkrankung, die in Regionen mit schlechter Hygiene auftritt, stört die Immunantwort des Darms und beeinträchtigt die Wirksamkeit des oralen Impfstoffs in einem Mausmodell der Krankheit. nach einer Studie, die von Wissenschaftlern des UPMC Children's Hospital of Pittsburgh und der University of Pittsburgh School of Medicine geleitet wurde.

Die Entdeckung, die Erkenntnis, der Fund, heute veröffentlicht in Immunität, ist wichtig, da orale Impfstoffe, die durch flüssige Tropfen in den Mund verabreicht werden, wie Polio- und Rotavirus-Impfstoffe, sind besonders nützlich in Ländern mit niedrigem Einkommen, in denen möglicherweise keine Mitarbeiter des Gesundheitswesens in der Verabreichung von Impfstoffen durch Nadeln geschult sind. Sie können auch eine bessere lokale Immunität im Darm stimulieren, was der Schlüssel zur Abwehr von Krankheiten ist, die durch kontaminierte Lebensmittel und Wasser übertragen werden -; einschließlich einiger der Infektionen, die zur Darmerkrankung beitragen, genannt Umwelt-Darm-Dysfunktion, oder EED.

Es ist tragisch, dass die genauen Impfstoffe, die helfen könnten, EED zu verhindern, bei Kindern mit der Krankheit nicht wirken."

Timothy Hand, Ph.D., leitender Autor der Studie und Assistenzprofessor für Pädiatrie und Immunologie am R.K. Mellon Institute for Pediatric Research at UPMC Children's und Direktor von Pitt's Gnotobiotic Core

EED wird durch Unterernährung und chronische Magen-Darm-Infektionen durch kontaminierte Lebensmittel und Wasser verursacht. Infektion mit Viren, Parasiten oder Bakterien in Kombination mit einer schlechten Ernährung können eine Darmentzündung auslösen und die fingerartigen Vorsprünge, die Zotten genannt werden, beschädigen, die helfen, Nährstoffe aus der Nahrung aufzunehmen.

"EED kann jeden treffen, Aber es ist ein großes Problem bei Kindern, weil sie sich noch in der Entwicklung befinden. “ sagte Hand. „Das Ergebnis ist, dass Kinder mit EED verkümmert sind. Sie enden in der Statur kürzer. Aber vielleicht noch wichtiger, es kann die Gehirnentwicklung erheblich beeinträchtigen:Diese Kinder haben weniger kognitive Fähigkeiten. Und das ist ein lebenslanges Problem; Diese Entwicklung kann man später im Leben nicht wiederherstellen."

Um mehr über die Mechanismen hinter dem Versagen der oralen Impfung zu erfahren, Hand und sein Team entwickelten ein Mausmodell der Krankheit. Sie induzierten EED-ähnliche Symptome, indem sie den Nagetieren eine fett- und eiweißarme Nahrung verfütterten und sie mit einem Stamm von E. coli-Bakterien beimpften, der in die Darmzellen eindringt.

Wie Menschen mit der Krankheit, EED-Mäuse hatten ein verkümmertes Wachstum, Veränderungen in der Zusammensetzung des Darmmikrobioms, erhöhte Darmentzündung und verkürzte Darmzotten im Vergleich zu Kontrollmäusen, die eine normale Ernährung mit ausreichend Fett und Protein erhielten, oder Tieren, die eine normale Ernährung und Bakterien oder eine schlechte Ernährung ohne Bakterien erhielten.

Nachdem den Mäusen ein oraler Impfstoff verabreicht wurde, Die Forscher fanden heraus, dass die Immunantwort bei Patienten mit EED stark beeinträchtigt war. Impfstoff-spezifische CD4+-T-Zellen im Dünndarm waren etwa 18-mal niedriger als bei Kontrollmäusen.

Weitere Experimente zeigten, dass das Versagen des oralen Impfstoffs bei EED-Mäusen durch ihr Darmmikrobiom vermittelt wurde. Als Reaktion auf eine Mikrobiom-assoziierte Entzündung, T-regulatorische (Treg)-Zellen reichern sich im Dünndarm von EED-Mäusen an.

„Treg-Zellen entstehen, weil es zu viele Entzündungen gibt und sie helfen, diese Entzündungen einzudämmen. « sagte Hand. »Aber leider ein Nebeneffekt ist, dass sie die lokale Akkumulation von impfstoffspezifischen CD4+-T-Zellen verhindern."

Als das Team Antibiotika einsetzte, um Darmbakterien zu eliminieren, Die Wirksamkeit des Impfstoffs wurde bei EED-Mäusen wiederhergestellt.

Laut Hand, Diese Ergebnisse unterstützen die Idee, dass eine gezielte Ausrichtung auf das Mikrobiom zur Behandlung von EED und zur Verbesserung des Impferfolgs bei Kindern beitragen könnte.

„Der vernünftige Einsatz von Antibiotika bei diesen Kindern könnte das Dünndarm-Mikrobiom zurücksetzen. reduzieren Entzündungen im Dünndarm und reduzieren diese Tregs, " er sagte.

EED ist in ressourcenreichen Ländern selten, aber in ärmeren Ländern, in denen es an Abwassersystemen und sanitären Einrichtungen mangelt, üblich. Etwa 150 Millionen Kinder weltweit leben unter Bedingungen, die sie einem Risiko aussetzen, an der Krankheit zu erkranken.

„Wenn wir Toiletten mit Wasserspülung und Wasserleitungen in die Welt bringen könnten, Wir hätten diese Krankheit nicht, ", sagte Hand. "Die Ursache dieser chronischen Infektionen ist, dass Menschen entweder verunreinigtes Wasser trinken oder Fliegen Krankheiten aus dem Abwasser in die Nahrung transportieren."

In der Zukunft, Hand und sein Team planen, mit Forschern in Ländern zusammenzuarbeiten, in denen EED ein Problem darstellt, um die Impfergebnisse bei Kindern mit dieser Krankheit besser zu verstehen.

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