University of Alabama at Birmingham forskere rapporterer nu en ny model for LOS i en artikel i Naturmedicin e, og de viser, at forstyrrelse af den normale modning af mikrober i tarmen kan gøre nyfødte musunger meget modtagelige for LOS.
Desuden, de fandt ud af, at de kunne forhindre den dødelige infektion ved at give ungerne specifikke beskyttende bakterier før en udfordring med invasive Klebsiella pneumoniae bakterier.
Vores resultater giver mulighed for rationelt design og test af effektive probiotiske terapier for at beskytte for tidligt fødte spædbørn. Disse undersøgelser underbygger klinisk forskning, der tyder på, at tilvækst af en enkelt bakterieart, kaldet neonatal dysbiose, går ofte forud for udviklingen af LOS.
Vores model skal hjælpe med at definere mekanismer, hvormed pionerarter i det udviklende mikrobiom hos nyfødte forhindrer -; eller undlader at forhindre -; dysbiose, der disponerer for LOS. "
Jeffrey Singer, Ph.d., og Casey Weaver, M.D, tilsvarende forfattere
Deres model understøttes af, at tarmen hos den nyfødte hvalp stadig udvikler sig efter fødslen, ligner den stadig udviklende tarm hos ekstremt for tidligt fødte spædbørn.
Hos UAB, Singer er studerende i M.D./Ph.D. Lægevidenskabeligt uddannelsesprogram, og Weaver er Wyatt og Susan Haskell, professor i medicinsk ekspertise i patologi.
UAB -forskerne placerede en virulent K. pneumoniae -stamme, Kp-43816, ind i maven på unger.
Bakterierne bar en bioluminescerende markør, der tillod forskere at bruge et billeddannelsessystem til at se, hvor i tarmkanalen bakterierne voksede i levende dyr, og derefter måle mikrobernes invasive spredning ud af tarmen og ind i resten af kroppen. Bioluminescerende bakterier i levende dyr kan ses gennem næsten en tomme væv.
Ved hjælp af en dosis, der forårsagede 50 procent dødelighed med 10 dage, forskerne så, at translokation ud af tarmen opstod, hvor Klebsiella -kolonisering var mest tæt i tarmen. Imidlertid, ikke alle unger med dysbiose udviklede sepsis, ligesom ikke alle for tidligt fødte spædbørn med dysbiose udvikler LOS.
Da UAB -teamet placerede den samme dosis af en avirulent K. pneumoniae -stamme, Kp-39, ind i maven, et spændende resultat fulgte. Kp-39 forårsagede ingen dødelighed hos ungerne, men det translokerede også fra tarmen til underlivet, og ligesom Kp-43816, det inficerede også leveren og mesenteriet. Kp-39-infektionen blev ryddet i løbet af de næste ni dage.
Dette antydede, at begge stammer af K. pneumoniae var i stand til at sprede sig ud af tarmen, men forskelle i værtens clearance fra immunforsvarets system efter translokation bidrog til differentiel virulens af disse relaterede stammer.
Ja, når en af stammerne blev injiceret direkte i bughinden -; omgå behovet for translokation fra tarmen -; Kp-43816 forårsagede 100 procent dødelighed på en dag, men Kp-39 forårsagede ingen dødelighed hos unger og blev ryddet om en uge.
Forskerne fandt forskelle i kapslen omkring bakterierne, der tillod Kp-43816 at modstå infektionsklarende fagocytose af immunceller stærkere end Kp-39.
"Især derfor, mens Kp-43816 infektionsmodellerne LOS, "Sanger og Weaver sagde, "Kp-39 muliggør sporing af dysbiose uden de forvirrende virkninger af sepsis og dødelighed."
Forskerne fandt derefter ud af, at ændring af ungernes mikrobiom ændrede modtagelighed for dysbiose og LOS.
Det normale tarmmikrobiom vides at have en afgørende rolle i at begrænse koloniseringen og spredningen af et patogen. Hvalpe uden mikrobiom, opvokset under kimfrie forhold, var ensartet modtagelige for Kp-43816 LOS.
For at se videre, forskere behandlede dæmninger med to antibiotika startende en dag før levering og flere dage derefter, før infektion med Klebsiella.
Begge antibiotika absorberes dårligt og vil sandsynligvis ikke blive overført til unger; men de ville ændre moderens tarmmikrobiomer på forskellige måder, hvilket igen skulle ændre mikrobiomet, som ungerne tilegner sig efter fødslen fra dæmningerne.
UAB -teamet fandt ud af, at unger af mødre, der fik gentamicin, var markant mere modtagelige for sepsis, mens unger af mødre, der fik vancomycin, var mindre modtagelige for sepsis, sammenlignet med kontroller.
Da antibiotika-eksperimentet blev gentaget ved hjælp af den avirulente Kp-39, der var ingen dødelighed. Imidlertid, unger, hvis mødre havde fået vancomycin, havde færre Kp-39, eller mindre dysbiose, sammenlignet med kontroller; unger, hvis mødre havde fået gentamicin, viste mere Kp-39, eller mere dysbiose, sammenlignet med kontroller.
Forskellen?
Forskere fandt ud af, at unger af vancomycindæmningerne havde større overflod af Lactobacillus-bakterier i deres tarmmikrobiom, og ungerne af gentamicindæmninger havde mindre mængder Lactobacillus.
Dermed, tilstedeværelse eller fravær af lactobaciller syntes at korrelere med resistens eller modtagelighed, henholdsvis, til neonatal dysbiose og LOS.
DNA-analyse viste, at vancomycin-ungerne var domineret af arten Lactobacillus murinus, mens gentamycin hvalpene stort set var blottet for L. murinus.
De fandt også ud af, at L. murinus var følsom over for gentamicin og resistent over for vancomycin, tyder på, at gentamycinbehandling dræbte denne beskyttende art i dæmninger, og forhindrer dermed dets passage til unger gennem lodret transmission.
Da L. murinus-arten blev givet profylaktisk til gentamycin-unger før en Klebsiella-udfordring, det reducerede dramatisk tilgroning af Kp-39 sammenlignet med kontroller.
Gennem en række forskellige eksperimenter, forskerne fandt ud af, at en stam af probiotiske E. coli også var i stand til at give beskyttelse til gentamycin-unger. Denne beskyttelse blev ikke set for flere andre almindeligt anvendte Lactobacillus probiotiske arter.
Forskerne fandt også ud af, at yngre unger, som ekstremt for tidlige spædbørn, har mikrobiomer domineret af bakterier kaldet fakultative anaerober, der kan vokse enten i nærvær eller fravær af ilt.
Da ungerne blev ældre, deres mikrobiomer bliver mere som term spædbørn, fordi de er domineret af bakterier kaldet obligate anaerober, som vokser godt i fravær af ilt, men dør, hvis ilt er til stede. De ældre unger, med et modent mikrobiom domineret af obligatoriske anaerober, var resistente over for neonatal dysbiose.
Det viste sig, at tilstedeværelsen af ilt i tarmlumen hos nyfødte unger forhindrede kolonisering ved obligatoriske anaerober. UAB-forskerne antog, at dette kan forklare, hvorfor dysbiose er mere udbredt hos spædbørn med meget lav fødselsvægt.
"Vores resultater fastslår, at normale bestanddele af mikrobiomet både er nødvendige og tilstrækkelige til at buffer pathobiont -ekspansion i den neonatale tarm for at forhindre LOS, "Sanger og Weaver sagde." De giver yderligere et grundlag for at forstå, hvorfor nogle probiotika er beskyttende, hvorimod andre ikke er det. Dette kan have vigtige konsekvenser for klinisk praksis, hvor både moder- og neonatal antibiotikabrug kan ændre det neonatale mikrobiom, og hvor spædbørn med meget lav fødselsvægt får probiotika uden klare beviser for foretrukne probiotiske arter. "
E. coli superbug spredning ved dårlig toilethygiejne,
IBD langt mere almindeligt end forventet,
Fordøjelsesmanifestationer er almindelige, men milde blandt indlagte COVID-19-patienter
Genetik kan påvirke sammensætningen af mikrobiomet mere end miljøfaktorer
Hvide blodlegemer og deres rolle i hjernen
Udskiftning af rødt kød med plantebaserede kødalternativer reducerer kardiovaskulær risiko
Vægttabslægemiddel Wegovy godkendt af FDA
Den amerikanske fødevare- og lægemiddeladministration (FDA) har godkendt Wegovy (semaglutid) injektion (2,4 mg én gang ugentligt) som en kronisk vægtstyringsbehandling hos overvægtige eller overvægtig
Fækal transplantation fra visse donorer bedre end andre
Fækal mikrobiotatransplantation eller afføringstransplantation fra en donor er nyttig til patienter, der er inficeret med den dødelige tilbagevendende Clostridium difficile der fører til alvorlig di
Hvad kan gammel afføring fortælle os om udviklingen af det menneskelige tarmmikrobiom?
Gamle mikrobiota -oplysninger repræsenterer en vital ressource til at studere bakteriel udvikling og udforske den biologiske spredning af kroniske sygdomme gennem historien. Et internationalt team a