Neue Studie könnte helfen, tödliche Infektionen bei Babys zu verhindern

Frühgeborene, die vor der 28. bis 30. Lebenswoche geboren wurden, haben ein hohes Risiko für viele Komplikationen. unter denen die Wahrscheinlichkeit, an einer im Darm beginnenden Infektion zu sterben, sehr groß ist. Eine neue Studie in der Zeitschrift veröffentlicht Naturmedizin berichtet, dass solche Infektionen sehr viel wahrscheinlicher sind, wenn etwas die normale mikrobielle Ansammlung im Darm stört. Das Hinzufügen bestimmter Bakterienstämme schützt vor solchen Infektionen, auf der anderen Seite.

Die Forscher Jeffrey Singer und Casey Weaver sagen:„Unsere Ergebnisse bieten die Möglichkeit, effektive probiotische Therapien zum Schutz gefährdeter Frühgeborener rational zu entwickeln und zu testen.“

Spät einsetzende Infektion und Dysbiose

Infektionen, die 3 oder mehr Tage nach der Geburt auftreten, werden als spät einsetzende Sepsis bezeichnet. Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass eine spät einsetzende Sepsis oft durch die Hyperproliferation einer einzelnen Spezies im Darm gefördert wird. Dieses Phänomen wird als neonatale Dysbiose bezeichnet. Sobald dies geschieht, Es folgt häufig eine spät einsetzende Sepsis. Klinische Arbeiten, die diesen Befund zeigen, wurden nun durch die Ergebnisse dieser Studie bestätigt.

Die Wissenschaftler sagen, „Unser Modell sollte dazu beitragen, Mechanismen zu definieren, durch die Pionierarten des sich entwickelnden Mikrobioms von Neugeborenen eine Dysbiose, die für LOS prädisponiert, verhindern oder nicht verhindern können.“

Die Studium

In der aktuellen Studie wurden Mäuse verwendet, weil neugeborene Mäuse einen Darm haben, der sich bei der Geburt und kurz danach noch entwickelt. Dies macht sie eher mit dem unreifen Darm bei sehr Frühgeborenen vergleichbar.

Die Forscher verwendeten neugeborene Welpen, die einem krankheitserregenden Stamm des Bakteriums ausgesetzt waren Klebsiella pneumoniae Kp-43816, die in ihre unreifen Mägen eingeführt wurde. Diese Mikroben wurden so konstruiert, dass sie ein lumineszierendes Biomolekül tragen. Als Ergebnis, die Lage der Bakterienwucherungen im Darm lebender Tiere ist deutlich zu erkennen. Außerdem, es ist leicht, ihre Ausbreitung aus dem Darm zu verfolgen, um in den Rest des Körpers einzudringen. Biolumineszenz ist für diese Aufgabe ideal, da sie selbst dann sichtbar ist, wenn sie von fast einem Zentimeter Gewebe überlagert wird.

Bakterien Klebsiella, 3D-Darstellung Credit:Kateryna Kon / Shutterstock

Sie fügten den pathogenen Stamm in einer Dosis ein, die innerhalb von 10 Tagen 50% der Tiere töten würde. Bei dieser Dosis sie haben gesehen, wie Klebsiella genau an den Stellen aus dem Darm ausgewandert, wo es die dichtesten Wucherungen oder Kolonien gebildet hatte. Zur selben Zeit, Dysbiose war nicht allgemein mit Sepsis assoziiert. Dies korreliert mit menschlichen Frühgeborenen, nicht alle entwickeln eine spät einsetzende Sepsis.

Der nächste Schritt bestand darin, einen nicht krankheitserregenden Stamm des gleichen Bakteriums zu platzieren, nämlich, Kp-39, in den Magen der neugeborenen Maus. Zu diesem Zeitpunkt waren die Forscher erstaunt, dass diese Sorte keine Krankheiten verursachte. wie erwartet, Es wurde jedoch festgestellt, dass sie aus dem Darm in den Bauch wandern. Es verursachte auch Infektionen der Leber oder des Mesenteriums, der Gefäßstiel, der die Blutgefäße im Bauch mit dem Rest des Körpers verbindet. Innerhalb von 9 Tagen, die Welpen haben die Bakterien aus ihren Körpern entfernt.

Die Schlussfolgerungen

Die Forscher sind der Meinung, dass beide Klebsiella Stämme könnten durch die Darmwand wandern, Es gibt klare Unterschiede in der Art und Weise, wie das Immunsystem des Wirts diese Mikroben aus dem Körper entfernt, nachdem es diesen Schritt ausgeführt hat. Dieser Unterschied blieb bestehen, wenn die Stämme direkt in das Peritoneum injiziert wurden. damit sie nicht aus dem Darmlumen wandern mussten.

Dysbiose mit und ohne spät einsetzende Sepsis

Im Falle einer peritonealen Injektion mit Kp-43816, alle neugeborenen Mäuse starben innerhalb von 24 Stunden. Jedoch, wenn Kp-39 verwendet wurde, kein einziger Mauswelpe ist gestorben, und die Bakterien wurden innerhalb einer Woche aus dem Körper entfernt. Kapselvariationen zwischen diesen Stämmen zeigten den Forschern, dass die Kapsel um den virulenteren Stamm der Wirkung von Immunzellen bei der Aufnahme und Entfernung dieser Bakterien widerstand. Als Ergebnis, sie konnten den Eiter erfolgreich infizieren, im Gegensatz zu Kp-39.

Als Ergebnis dieses Experiments die Wissenschaftler konnten zwei verschiedene Ereignisse unterscheiden und verfolgen:Während der Stamm Kp-43816 einem Pfad folgt, der die spät einsetzende Sepsis infolge einer Dysbiose beim Neugeborenen widerspiegelt, das Kp-39 ermöglicht die Entwicklung von Dysbiose ohne Sepsis oder Tod, was das Bild verderben würde.

Sie verfolgten diese Studie, indem sie die Zusammensetzung des Darmmikrobioms bei Mauswelpen veränderten. Sie fanden heraus, dass sie die Anfälligkeit für Darmdysbiose und spät einsetzende Sepsis verändern könnten. Es ist bereits bekannt, dass das normale oder gesunde Darmmikrobiom entscheidend ist, um die Besiedlung und Invasion von Krankheitserregern zu verhindern. Wenn eine Population keimfreier Mauswelpen denen ein Darmmikrobiom fehlt, war Kp-43816 ausgesetzt, alle waren gleich von dem Bakterium infiziert, was zu einer spät einsetzenden Sepsis führt.

Antibiotikabehandlung bei der Mutter

Die Dinge weiter bringen, die Forscher verabreichten nun trächtigen Mäusen Antibiotika von einem Tag vor der Geburt bis mehrere Tage danach. nachdem Klebsiella Infektion mit dem virulenten Stamm eingeführt wurde. Es wurden zwei verschiedene Antibiotika verabreicht, nämlich, Gentamicin und Vancomycin. Da beide sehr wenig absorbiert werden, Es ist unwahrscheinlich, dass das Vorhandensein von Antibiotikum bei den Mauswelpen signifikant ist. Jedoch, die Darmbakterienpopulation der Mutter würde sich in vielerlei Hinsicht verändern. Im Gegenzug, Dies bedeutet, dass die Welpen nach der Geburt einer anderen Art von Darmmikrobiom ausgesetzt sind und diese Art von Mikrobiom entwickeln.

Was geschah, war, dass die Welpen von Müttern, die Gentamicin erhielten, sehr anfällig für Infektionen waren. aber nicht die von Müttern, die mit Vancomycin behandelt wurden, im Vergleich zu Kontrollen. Die Wiederholung des Experiments mit dem avirulenten Stamm Kp-39 führte zu null Mortalität, aber größere Dysbiose bei Gentamicin-Jungtieren im Vergleich zu den Vancomycin-Jungtieren.

Lactobacillus-Stämme waren in der Darmflora der Vancomycin-Jungtiere im Vergleich zu den Gentamicin-Jungtieren häufiger. Daher, Es scheint, dass Lactobazillen Zahlen korrelieren mit erhöhter oder verringerter Anfälligkeit für das Auftreten von Dysbiose und spät einsetzender Sepsis beim Neugeborenen.

Die DNA-Sequenzierung zur Identifizierung der Bakterien, die das Darmmikrobiom dominierten, zeigte, dass Lactobacillus murinus war bei den Welpen vorherrschend, die von Müttern geboren wurden, die Vancomycin erhielten. Jedoch, mit Gentamicin, dieser Stamm fehlte bei den Welpen fast.

Eine weitere faszinierende Erkenntnis war, dass L. murinus ist empfindlich gegenüber der Wirkung von Gentamicin, aber resistent gegenüber der Wirkung von Vancomycin. Die Entfernung dieser schützenden und nützlichen Spezies durch Gentamicin-Verabreichung ebnete den Weg für Dysbiose bei Neugeborenen, indem es die Passage dieses „guten“ Bakteriums vom Darm der Mutter in den Darm der Welpen blockiert.

Dysbiose vorbeugen mit nützlichen Bakterien

Um diese Erkenntnisse zu bestätigen, die Forscher verwalteten jetzt L. murinus für Welpen, die von Gentamicin-behandelten Müttern geboren wurden, bevor Sie diese Welpen Kp-39 aussetzen. Die Inzidenz von Dysbiose ging in dieser Gruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe stark zurück. In einem anderen Satz experimenteller Mäuse, Sie fanden auch heraus, dass ein Stamm von Escherichia coli (E. coli) Bakterien, die in Probiotika verwendet werden, können auch dieser Gruppe von Welpen einen ähnlichen Schutz verleihen. die gleiche Wirkung fehlte jedoch, als mehrere andere häufige Lactobacillus-Stämme getestet wurden, die in Probiotika verwendet werden.

Die Studie ergab auch, dass sehr junge Welpen Frühgeborenen ähnelten, da fakultative Anaerobier ihre Darmumgebung dominierten. Diese Bakterien gehören zu verschiedenen Stämmen, sind sich aber darin ähnlich, dass sie mit oder ohne Sauerstoff leben und wachsen können. Dies ist charakteristisch für den Darm von sehr unreifen Welpen und Babys.

Mit Wachstum und Reifung, die Zusammensetzung des Mikrobioms ändert sich, bis sie mit der von älteren oder reifen Säuglingen vergleichbar ist, mit überwiegend obligaten Anaerobiern. Diese Bakterien wachsen nur bei Abwesenheit von Sauerstoff und sterben bei Anwesenheit von Sauerstoff ab. Ältere Welpen, die diese Art von reifem Mikrobiom aufwiesen, entwickelten keine neonatale Dysbiose.

Daher, Es scheint, dass, wenn Sauerstoff im Darm von neugeborenen Mäusen vorhanden ist, obligate Anaerobier werden gehemmt, das Überwuchern anderer Arten ermöglicht. Dies kann der Grund sein, warum Dysbiose häufiger bei sehr kleinen Säuglingen auftritt.

Auswirkungen

Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass einige normale Bakterienarten sowohl essentiell als auch ausreichend sind, um das Überwachsen von pathogenen Arten im Darm des Neugeborenen zu verhindern. und hemmen so eine spät einsetzende Sepsis als Folge einer Dysbiose. Die Forscher Singer und Casey Weaver sagen:„Sie bieten eine Grundlage, um zu verstehen, warum manche Probiotika schützend wirken, während andere es nicht sind. Dies kann wichtige Auswirkungen auf die klinische Praxis haben, wenn sowohl die mütterliche als auch die neonatale Antibiotikaanwendung das neonatale Mikrobiom verändern kann, und wo Säuglinge mit sehr niedrigem Geburtsgewicht Probiotika erhalten, ohne dass klare Hinweise auf bevorzugte probiotische Spezies vorliegen.“

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