Studija utvrđuje utjecaj poremećaja antibiotika mikrobioma crijeva na zdravlje skeleta

Mikrobi se često smatraju patogenima koji uzrokuju bolesti, a antibiotici su uspješno korišteni u borbi protiv ovih stranih napadača. U stvarnosti, slika je složenija. Većinu vremena živimo u skladu s našom komenzalnom mikrobiotom crijeva, koji je skup mikroorganizama koji koloniziraju zdrava crijeva. Komenzalne bakterije reguliraju biološke funkcije domaćina, uključujući zdravlje kostura. Istraživači s Medicinskog sveučilišta u Južnoj Karolini (MUSC) koji proučavaju osteoimunologiju, sučelje skeletnog i imunološkog sustava, ispitali su utjecaj narušavanja zdravog crijevnog mikrobioma antibioticima na post-pubertetski razvoj kostura. Njihovi rezultati, objavljeno na internetu 16. siječnja, 2019. godine u Američki časopis za patologiju , pokazalo je da je poremećaj crijevne mikrobiote antibioticima izazvao proupalni odgovor koji je doveo do povećane aktivnosti osteoklasta.

"Ovo izvješće predstavlja antibiotike kao kritični egzogeni modulator osteoimunog odgovora mikrobiote crijeva tijekom post-pubertetskog razvoja kostura, "kaže Chad M. Novince, D.D.S., Dr. Sc., docent na Medicinskim i Stomatološkim fakultetima koji proučava utjecaj mikrobioma na osteoimunologiju i razvoj kostura. "Ljudi su pokazali da antibiotici ometaju mikrobiotu, ali ovo je prva poznata studija koja procjenjuje kako to ima nizvodne učinke na imunološke stanice koje reguliraju koštane stanice i ukupni skeletni fenotip. Ovaj rad spaja cijelu priču. "

Post-pubertetska faza razvoja kritičan je prozor plastičnosti koji podupire akumulaciju otprilike 40 posto naše najveće koštane mase. Nedavni radovi laboratorija Novince i drugih pokazali su da crijevna mikrobiota doprinosi zdravlju kostura. Kako bi se utvrdio utjecaj antibiotske smetnje crijevne mikrobiote na post-pubertetski razvoj kostura, Novince je radio s članovima tima na MUSC -u i liječio miševe koktelom od tri antibiotika. U suradnji sa znanstvenikom za mikrobiome Aleksandrom V. Aleksejenkom, Dr. Sc., izvanredni profesor u Centru za biomedicinsku informatiku i osnivač programa MUSC programa za istraživanje mikrobioma čovjeka, mogli su pokazati da je liječenje antibioticima dovelo do velikih promjena u crijevnoj mikrobioti, što rezultira specifičnim promjenama velikih skupina bakterija.

"Imati dr. Alekseyenka kao dio tima jedinstvena je snaga, "kaže Novince.

Nakon poremećaja mikrobiote antibioticima, laboratorij Novince ispitivao je integritet koštanog sustava. Promjene mikrobiote izazvane antibioticima imale su mali utjecaj na kortikalnu kost; međutim, došlo je do značajnih promjena na trabekularnoj kosti, vrsta kosti koja prolazi kroz visoke stope metabolizma kostiju. Dok su prethodni radovi razmatrali gustoću koštanih stanica u cijelom kosturu nakon liječenja antibioticima, ovaj se rad usredotočio na stanične detalje koji su temelj održavanja kostiju. Metabolizam kosti kontrolira se ravnotežom stanica koje resorbiraju kosti (osteoklast) i stanica koje grade kosti (osteoblasti). Zanimljivo, nije bilo promjena u osteoblastima, dok broj stanica osteoklasta, veličina i aktivnost su povećani.

Kako bi se utvrdilo što je uzrokovalo povećanje aktivnosti osteoklasta, laboratorij Novince procijenio je razine nekoliko signalnih molekula osteoklasta. Otkrili su da je razina pro-osteoklastičnih signalnih molekula povećana u cirkulaciji životinja liječenih antibioticima, sugerirajući da je povećana aktivnost osteoklasta rezultat specifičnog imunološkog odgovora na promjenu mikrobiote.

Sljedeće veliko pitanje bilo je kako antibiotici utječu na imunološke stanice u okolišu koštane srži.

"Naša je studija zapravo sposobna zaroniti u specifične adaptivne i urođene mehanizme imunoloških stanica u okruženju koštane srži kako bi pokazala da postoji učinak na koštane stanice, "kaže Jessica D. Hathaway-Schrader, Dr. Sc., postdoktorski znanstvenik i prvi autor ove studije.

Ispitivanjem populacija imunoloških stanica u koštanoj srži iznenađujuće je otkriveno značajno povećanje stanica supresora dobivenih mijeloidima (MDSC) životinja liječenih antibioticima. Poznato je da MDSC reguliraju urođeni i adaptivni imunološki odgovor tijekom različitih bolesti, ali nisu opsežno proučavani u zdravstvu. Dodatno, prezentacija i obrada antigena bili su potisnuti u koštanoj srži nakon liječenja antibioticima.

U sažetku, Novincenova skupina pokazala je da antibiotski poremećaj crijevne mikrobiote neregulira komunikaciju između imunoloških stanica i koštanih stanica. Dok je u trenutnoj studiji korišten antibiotski koktel širokog spektra koji ima namjeru ozbiljno poremetiti sastav crijevnih bakterija, rezultati zahtijevaju daljnju istragu. Buduće studije imaju za cilj uključivanje režima antibiotika koji se bolje prevodi u liječenje ljudskim antibioticima. Ove studije mogle bi dovesti do kliničkih ispitivanja usmjerenih na definiranje utjecaja specifičnih antibiotika na crijevni mikrobiom. Ovo istraživanje podržalo bi razvoj neinvazivnih terapijskih intervencija u mikrobiomu namijenjenih sprječavanju i liječenju pogoršanja koštanog sustava.

• Bedfont imenuje dr. Jafara Jafarija za prvog člana medicinskog savjetodavnog odbora Gastrolyzera
• Znanstvenici čine još jedan korak u razumijevanju bakterija koje uzrokuju epidemiju salmonele