National Institutes of Health (NIH) tildelte for nylig to forskere ved Northern Arizona University $ 468, 472 for at undersøge, hvordan mikrobiota i de øvre og nedre luftveje driver betændelse hos patienter med disse luftvejssygdomme.
Menneskekroppen er hjemsted for billioner af mikrober, kaldet mikrobiomet. De fleste undersøgelser til dato om mikrobiomet har fokuseret på tarmkanalen. Men ifølge Emily Cope, adjunkt i biologi og assisterende direktør for NAU's Pathogen and Microbiome Institute (PMI), luftvejene har også et mangfoldigt mikrobielt samfund. Hun og medforstander Greg Caporaso, lektor i biologi og direktør for Center for Applied Microbiome Science i PMI, vil lede et treårigt projekt for at afgøre, om mikrober i sinushulen og lungerne udløser betændelse hos patienter med både CRS og astma.
Mens betændelse er en normal og nødvendig del af helingsprocessen, nogle gange skyldes det et vildledt immunrespons på en opfattet, men ikke -eksisterende trussel. Med andre ord, immunsystemet angriber kroppens egne celler, tænker at de er ubudne gæster hvilket kan føre til CRS og astma.
I øjeblikket, disse sygdomme behandles separat, men mennesker med CRS har ofte astma, får os til at tro, at der kan være en fælles årsag. Overraskende nok, sinus- og lungemikrobiomet hos CRS og astmapatienter er ikke blevet undersøgt samtidigt. "
Emily Cope, adjunkt i biologi og assisterende direktør for NAU's Pathogen and Microbiome Institute (PMI)
At have begge betingelser kan være elendigt, og at lide af begge kan være invaliderende. Ifølge Cope, mennesker med CRS rapporterer dårligere livskvalitet end mennesker med kroniske rygsmerter, diabetes eller angina. Hvis teamet kan finde ud af, om mikrobiomet i de øvre og nedre luftveje er det, der forbinder CRS og astma, mere effektive behandlingsmuligheder kunne blive tilgængelige.
"Vi ved, at mikrobielle metabolitter ofte interagerer med immunsystemet. Denne undersøgelse vil hjælpe os med at finde ud af, om disse metabolitter udløser en inflammatorisk reaktion, "sagde hun." Hvis vi finder ud af, at sygdommene er af mikrobiel oprindelse, der kan bane vejen for mikrobiombaserede terapier. Ideelt set, behandlinger kunne målrette mod den øvre luftvej (sinus) mikrobiom-; som er meget lettere at nå end lungerne og meget mere tålelig for patienten; for at lette begge tilstande. "
Finansieret gennem NIH -bevillingen, Tak, Caporaso og flere studerende vil studere sinus- og lungemikrobiomer hos raske forsøgspersoner og CRS-patienter med og uden astma ved hjælp af næste generations sekventering og metabolomisk analyse. Teamet vil også undersøge immunresponserne på hvert luftvejssted for at afgøre, om der er en sammenhæng mellem ændringer i mikrobiomet og betændelse. For at forstå, hvordan den ændrede respiratoriske mikrobiota bidrager til betændelse, de vil udføre laboratorieforsøg, der udsætter immunceller for mikrobielle metabolitter fra CRS -patienter med astma.
"Vi samarbejder med klinikere ved University of California San Francisco, som indsamler prøver under kirurgiske indgreb i form af sinus og lungepoder, "Cope sagde." Alle prøverne vil blive analyseret i vores laboratorium på NAU. "
En kandidatstuderende og mindst tre kandidater vil blive involveret i alle faser af projektet, herunder rejse til UCSF for at skygge for klinikerne og observere prøvetagning. Cope vil vejlede studerende i laboratoriet, og Caporaso vil guide eleverne i bioinformatikanalyse af mikrobiomedata.
”Eleverne vil bidrage fra start til slut, "Cope sagde." Deres engagement omfatter gennemførelse af laboratoriearbejde, observere kliniske og kirurgiske procedurer, analysere data og offentliggørelse af vores fund. De mange lag i dette projekt vil stimulere vores studerende til at overveje karriere inden for biomedicinsk videnskab og give dem et godt fundament for, hvad de kan forvente. "
Cope's laboratorium fokuserer på menneskelig mikrobiota (bakterier, svampe og vira, der bebor et kropssted) ved kroniske luftvejssygdomme. CRS er et primært fokus på hendes laboratorium.
Caporaso -laboratoriet anvender anvendt bioinformatik med fokus på mikrobiomforskning, softwareudvikling og bioinformatik uddannelse. Al software og uddannelsesmæssigt indhold, der er udviklet i Caporaso -laboratoriet, er open source og gratis tilgængeligt til støtte for åben videnskab og uddannelse.