Heidän tavoitteenaan on oppia, kuinka erot mikrobityypeissä, jotka asuttavat ihmisen keuhkoja jo syntyessään - mukaan lukien erittäin ennenaikaiset imeväiset - voivat suojella tai tehdä lapsesta alttiimman keuhkoputkien dysplasialle, tai BPD. BPD on krooninen, ennenaikaisen hengenvaarallinen keuhkosairaus.
Lal, apulaisprofessori UAB Pediatrics Neonatology Divisionissa, on aiemmin osoittanut, että varhainen mikrobien epätasapaino, tai dysbioosi, ennustaa BPD:n kehittymistä erittäin pienipainoisilla imeväisillä. Nämä vauvat, joilla oli keskimääräinen syntymäpaino 1 kiloa, 8 unssia, usein tarvittiin suuria happipitoisuuksia, koska heidän keuhkonsa eivät olleet täysin kehittyneet.
Nykyistä tutkimusta varten oletimme, että bakteerittomien hiirten keuhkoilla olisi liioiteltu fenotyyppinen vaste hyperoksialle verrattuna ei-ituisiin hiiriin. Sen sijaan, havaitsimme, että hyperoksiassa olevilla bakteerittomilla hiirillä oli suojattu keuhkorakenne, keuhkojen mekaniikka ja vähentyneet tulehdusmarkkerit verrattuna ei-bakteeri-vapaisiin hiiriin. "
Charitharth Vivek Lal, M.D., apulaisprofessori, UAB Lastentautien neonatologian osasto
Hyperoksiaolosuhteet olivat 85 prosenttia happea. Huoneilmassa, joka on 21 prosenttia happea, sekä bakteerittomilla hiirillä että ei-ituilla hiirillä oli normaali keuhkojen kehitys.
Miksi osittainen suoja mikrobittomille vastasyntyneille hyperoksiassa?
Lal arvelee, että joidenkin patogeenisten bakteerien läsnäolo ei-sukusoluttomissa hiirissä voi edistää BPD:n patogeneesiä tulehdusta edistävän signaloinnin ja keuhkojen neutrofiilien tulehduksen kautta. "Hengitysteiden mikrobiomin manipulointi, "Lal sanoi, "voi olla mahdollinen terapeuttinen interventio BPD:hen ja muihin keuhkosairauksiin."
Pääkirjoituksessa, joka liittyy Lalin tutkimukseen American Journal of Physiology-Lung, Solu- ja molekyylifysiologia , Kent Willis, M.D., Tennessee-Memphisin yliopisto, sanoi, "Tämä raportti luo pohjan tuleville tutkimuksille, joissa arvioidaan monimutkaisia prosesseja, jotka liittyvät mikrobiomivaikutuksiin keuhkojen kehitykseen ja vammoihin. Olisi välttämätöntä arvioida spesifisen mikrobiomikolonisaation vaikutusta BPD-patogeneesiin bakteereista vapaassa mallissa, sen lisäksi, että arvioidaan mikrobisiirron tehokkuutta terapeuttisten strategioiden suunnittelussa. "
Yleisesti, Lal ja hänen kollegansa havaitsivat, että bakteerittomilla hiirillä oli vähentynyt hyperoksian aiheuttama keuhkovaurio verrattuna ei-bakteeri-vapaisiin hiiriin, mitattuna laajentuneilla alveolaarisilla tiloilla, joilla on vähentynyt väliseinä; bakteerittomilla vastasyntyneillä oli parempi keuhkojen toiminta hyperoksiassa, mitattuna keuhkoresistenssillä ja keuhkojen täydellisellä yhteensopivuudella; ja bakteerittomilla hiirillä oli vähentynyt tulehdus, myeloperoksidaasilla mitattuna, interleukiini 1-beeta ja gamma-interferoni.
"Arvaamme, että altistavan patogeenisen mikrobiston esiintyminen ei-bakteeri-vapaissa ja humanisoiduissa hiirissä voi korostaa tulehdusta edistävää kaskadia hyperoksiassa, mikä johtaa huonompaan fenotyyppiin verrattuna bakteereista vapaisiin eläimiin, "Lal sanoi." Näiden patogeenisten mikrobien puuttuessa bakteerittomat eläimet eivät ehkä saa tulehdusreaktiota ja voivat siten saada suhteellisen fenotyyppisen suojan. Tämä havainto on yhdenmukainen aiemman ihmisen vastasyntyneen hengitysteiden mikrobiomitutkimuksen kanssa, jossa havaitsimme lisääntyneen neutrofiilisen aktiivisuuden ja dysbioottisen hengitysteiden mikrobiomin, jolla oli proteobakteerinen enemmistö vaikeissa BPD -potilaissa. "