Los investigadores de NAU tienen como objetivo encontrar un vínculo microbiano entre dos enfermedades respiratorias comunes

El asma y la rinosinusitis crónica (SRC) -; inflamación de los senos nasales que dura al menos tres meses-; son enfermedades graves y costosas, y ambos van en aumento. Según la Academia Estadounidense de Alergia, Asma e inmunología, El CRS afecta hasta al 16 por ciento de la población adulta de EE. UU. Y consume un asombroso 5 por ciento del presupuesto de atención médica del país cada año. Asma, que implica inflamación de las vías respiratorias inferiores, afecta aproximadamente al 8 por ciento de la población y cuesta alrededor de $ 56 mil millones anuales en atención médica y tiempo perdido, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades.

Los Institutos Nacionales de Salud (NIH) otorgaron recientemente a dos investigadores de la Universidad del Norte de Arizona $ 468, 472 para estudiar cómo la microbiota en las vías respiratorias superiores e inferiores impulsa la inflamación en pacientes con estas enfermedades del tracto respiratorio.

El cuerpo humano alberga billones de microbios, conocido como el microbioma. La mayoría de las investigaciones realizadas hasta la fecha sobre el microbioma se han centrado en el tracto intestinal. Pero según Emily Cope, profesor asistente de biología y director asistente del Instituto de Patógenos y Microbioma (PMI) de la NAU, las vías respiratorias también tienen una comunidad microbiana diversa. Ella y el co-investigador principal Greg Caporaso, profesor asociado de biología y director del Center for Applied Microbiome Science en PMI, liderará un proyecto de tres años para determinar si los microbios en la cavidad sinusal y los pulmones desencadenan inflamación en pacientes con RSC y asma.

Si bien la inflamación es una parte normal y necesaria del proceso de curación, a veces es el resultado de una respuesta inmune equivocada a una amenaza percibida pero inexistente. En otras palabras, el sistema inmunológico ataca las propias células del cuerpo, pensando que son intrusos, que puede provocar SRC y asma.

En la actualidad, estas enfermedades se tratan por separado, pero las personas con SRC a menudo tienen asma, llevándonos a creer que podría haber una causa común. Asombrosamente, el microbioma de los senos nasales y los pulmones de los pacientes con RSC y asma no se han estudiado en conjunto ".

Emily Cope, profesor asistente de biología y director asistente del Instituto de Patógenos y Microbioma (PMI) de la NAU

Tener cualquiera de las dos condiciones puede ser miserable, y sufrir de ambos puede ser debilitante. Según Cope, las personas con SRC informan tener una peor calidad de vida que las personas con dolor de espalda crónico, diabetes o angina. Si el equipo puede averiguar si el microbioma de las vías respiratorias superiores e inferiores es lo que vincula el SRC y el asma, podrían estar disponibles opciones de tratamiento más efectivas.

"Sabemos que los metabolitos microbianos a menudo interactúan con el sistema inmunológico. Este estudio nos ayudará a determinar si estos metabolitos desencadenan una respuesta inflamatoria". ", dijo." Si descubrimos que las enfermedades son de origen microbiano, que puede allanar el camino para terapias basadas en microbiomas. Idealmente, los tratamientos podrían apuntar al microbioma de las vías respiratorias superiores (senos nasales), que es mucho más fácil de alcanzar que los pulmones y mucho más tolerable para el paciente, para aliviar ambas afecciones ".

Estudio de varios niveles diseñado para estimular a los estudiantes considerar carreras en ciencias biomédicas

Financiado a través de la subvención de los NIH, Afrontar, Caporaso y varios estudiantes estudiarán los microbiomas de los senos nasales y pulmonares en sujetos sanos y pacientes con SRC con y sin asma mediante el uso de secuenciación de próxima generación y análisis metabolómico. El equipo también estudiará las respuestas inmunitarias en cada sitio de las vías respiratorias para determinar si existe una correlación entre los cambios en el microbioma y la inflamación. Para comprender cómo la microbiota respiratoria alterada contribuye a la inflamación, llevarán a cabo experimentos de laboratorio que expongan las células inmunitarias a metabolitos microbianos de pacientes con RSC con asma.

"Estamos colaborando con médicos de la Universidad de California en San Francisco que recolectan muestras durante los procedimientos quirúrgicos en forma de frotis de los senos nasales y los pulmones, "Dijo Cope." Todas las muestras serán analizadas en nuestro laboratorio en NAU ".

Un estudiante graduado y al menos tres estudiantes universitarios participarán en todas las fases del proyecto, incluido viajar a UCSF para seguir a los médicos y observar la recolección de muestras. Cope guiará a los estudiantes en el laboratorio, y Caporaso guiará a los estudiantes en el análisis bioinformático de los datos del microbioma.

"Los estudiantes contribuirán de principio a fin, "Dijo Cope." Su participación incluye la realización de trabajo de laboratorio, observar los procedimientos clínicos y quirúrgicos, análisis de datos y publicación de nuestros hallazgos. Las múltiples capas de este proyecto estimularán a nuestros estudiantes a considerar carreras en ciencias biomédicas y les darán una buena base de lo que pueden esperar ".

El laboratorio de Cope se centra en la microbiota humana (bacterias, hongos y virus que habitan en un sitio del cuerpo) en enfermedades crónicas de las vías respiratorias. CRS es un enfoque principal en su laboratorio.

El laboratorio de Caporaso utiliza bioinformática aplicada centrada en la investigación del microbioma, desarrollo de software y educación bioinformática. Todo el software y el contenido educativo desarrollado en el laboratorio de Caporaso es de código abierto y está disponible de forma gratuita para apoyar la ciencia y la educación abiertas.

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