Novi model za kasnu sepsu istražuje potencijalne tretmane za neonatalnu infekciju

Naši nalazi nude mogućnost racionalnog oblikovanja i ispitivanja učinkovitih probiotičkih terapija za zaštitu nedonoščadi u riziku. Ove studije potkrepljuju klinička istraživanja koja sugeriraju da prekomjerni rast jedne vrste bakterija, naziva se neonatalna disbioza, često prethodi razvoju LOS -a.

Naš bi model trebao pomoći u definiranju mehanizama pomoću kojih pionirske vrste mikrobioma u razvoju novorođenčadi sprječavaju -; ili ne uspijevaju spriječiti -; disbioza koja predisponira LOS. "

Jeffrey Singer, Dr. Sc., i Casey Weaver, DOKTOR MEDICINE, odgovarajućih autora

Njihovom modelu pridonosi činjenica da se crijevo novorođenog šteneta još uvijek razvija nakon rođenja, slično još uvijek razvijajućem crijevu izrazito nedonoščadi.

U UAB -u, Singer je studentica doktorata znanosti/Ph.D. Program usavršavanja medicinskih znanstvenika, a Weaver je profesorica medicinske izvrsnosti u patologiji Wyatt i Susan Haskell.

Bioluminiscencija

Istraživači UAB -a stavili su virulentni soj K. pneumoniae, Kp-43816, u trbuhe mladunaca.

Bakterija je nosila bioluminiscentni marker koji je istraživačima omogućio korištenje sustava za snimanje kako bi vidjeli gdje u crijevnom traktu bakterije rastu u živih životinja, a zatim izmjeriti invazivno širenje mikroba iz crijeva u ostatak tijela. Bioluminiscentne bakterije u živih životinja mogu se vidjeti kroz gotovo centimetar tkiva.

Korištenjem doze koja je uzrokovala 50 posto smrtnosti za 10 dana, istraživači su vidjeli da je do translokacije iz crijeva došlo tamo gdje je kolonizacija Klebsielle bila najgušća u crijevima. Međutim, nisu svi štenci s disbiozom razvili sepsu, kao što ne razvijaju sva nedonoščad dojenčad s disbiozom LOS.

Kad je tim UAB -a stavio istu dozu avirulentnog soja K. pneumoniae, Kp-39, u želudac, uslijedio je intrigantan rezultat. Kp-39 nije uzrokovao smrtnost kod mladunaca, ipak se također premjestio iz crijeva u trbuh, i poput Kp-43816, također je zarazio jetru i mezenterij. Infekcija Kp-39 uklonjena je u sljedećih devet dana.

To je sugeriralo da su oba soja K. pneumoniae sposobna za širenje iz crijeva, ali razlike u klirensu domaćina od strane imunološkog obrambenog sustava nakon translokacije pridonijele su različitoj virulenciji ovih srodnih sojeva.

Doista, kada je bilo koji soj ubrizgan izravno u peritoneum -; zaobilaženje potrebe za translokacijom iz crijeva -; Kp-43816 uzrokovao je 100-postotnu smrtnost u jednom danu, ali Kp-39 nije uzrokovao smrtnost kod mladunaca i očišćen je za tjedan dana.

Znanstvenici su otkrili razlike u kapsuli koja okružuje bakterije što je omogućilo Kp-43816 da se snažnije oduprije fagocitozi koja čisti infekcije od imunoloških stanica nego Kp-39.

"Posebno, stoga, dok modeli infekcije Kp-43816 LOS, "Singer i Weaver su rekli, "Kp-39 omogućuje praćenje disbioze bez zbunjujućih učinaka sepse i mortaliteta."

Znanstvenici su tada otkrili da se promjenom mikrobioma mladunaca promijenila osjetljivost na disbiozu i LOS.

Poznato je da normalni crijevni mikrobiom ima kritičnu ulogu u ograničavanju kolonizacije i širenja patogena. Štenci bez mikrobioma, uzgojeno u uvjetima bez klica, bili podjednako osjetljivi na Kp-43816 LOS.

Da pogledam dalje, istraživači su brane liječili s dva antibiotika, počevši jedan dan prije poroda i nekoliko dana nakon toga, prije zaraze Klebsiellom.

Oba se antibiotika slabo apsorbiraju i nije vjerojatno da će se prenijeti na mladunce; ali oni bi promijenili crijevne mikrobiome majke na različite načine, što bi pak trebalo promijeniti mikrobiom koji mladunci stječu nakon rođenja iz brana.

Tim UAB -a otkrio je da su mladunci majki kojima je davan gentamicin izrazito osjetljiviji na sepsu, dok su mladunci majki kojima je davan vankomicin bili manje osjetljivi na sepsu, u usporedbi s kontrolama.

Kad se eksperiment s antibioticima ponovio pomoću avirulentnog Kp-39, nije bilo smrtnosti. Međutim, štenad čije su majke dobile vankomicin imale su manje Kp-39, ili manje disbioze, u usporedbi s kontrolama; mladunci čije su majke dobile gentamicin pokazali su više Kp-39, ili više disbioze, u odnosu na kontrole.

Zaštitne bakterije

Razlika?

Istraživači su otkrili da mladunci vankomicin-brana imaju veću količinu bakterija Lactobacillus u crijevnom mikrobiomu, a mladunci gentamicin-brana imali su manje količine Lactobacillus.

Tako, Čini se da prisutnost ili odsutnost laktobacila korelira s rezistencijom ili osjetljivošću, odnosno, na neonatalnu disbiozu i LOS.

DNK analiza je pokazala da je kod mladunaca vankomicina dominirala vrsta Lactobacillus murinus, dok su štenci gentamicina bili uglavnom lišeni L. murinus.

Također su otkrili da je L. murinus osjetljiv na gentamicin i otporan na vankomicin, sugerirajući da je tretman gentamicinom ubio ovu zaštitnu vrstu u branama, čime se sprječava njegov prolazak mladuncima kroz vertikalni prijenos.

Kad je vrsta L. murinus profilaktički dana mladuncima gentamicina prije izazova Klebsiella, dramatično je smanjilo rast Kp-39 u usporedbi s kontrolom.

Različitim nizom eksperimenata, istraživači su otkrili da je soj probiotika E. coli također mogao pružiti zaštitu mladuncima gentamicina. Ova zaštita nije viđena za nekoliko drugih uobičajeno korištenih vrsta probiotika Lactobacillus.

Istraživači su također otkrili da mlađi mladunci, poput izrazito nedonoščadi, imaju mikrobiome u kojima dominiraju bakterije zvane fakultativni anaerobi koji mogu rasti bilo u prisutnosti ili u odsutnosti kisika.

Kako su štenci odrastali, njihovi mikrobiomi postaju više poput dojenčadi jer dominiraju bakterije zvane obligatni anaerobi, koji dobro rastu u nedostatku kisika, ali umiru ako je kisik prisutan. Stariji štenci, sa zrelim mikrobiomom u kojem dominiraju obligatni anaerobi, bile su rezistentne na neonatalnu disbiozu.

Činilo se da prisutnost kisika u crijevnim lumenima novorođenčadi sprječava kolonizaciju obligatnim anaerobima. Istraživači iz UAB-a pretpostavili su da bi to moglo objasniti zašto je disbioza učestalija u dojenčadi vrlo niske porođajne težine.

"Naši nalazi pokazuju da su normalni sastojci mikrobioma nužni i dovoljni za sprečavanje širenja patobionata u crijevima novorođenčadi kako bi se spriječio LOS, "Rekli su Singer i Weaver." Oni dalje pružaju osnovu za razumijevanje zašto su neki probiotici zaštitni, dok drugi nisu. To može imati važne implikacije na kliničku praksu, gdje i majčinski i neonatalni antibiotici mogu promijeniti neobiološki mikrobiom, i gdje se dojenčadi s vrlo niskom tjelesnom težinom daju probiotici bez jasnih dokaza o preferiranim vrstama probiotika. "

• Novo ljudsko debelo crijevo na čipu omogućuje in vitro proučavanje fiziologije sluzi
• Ljudi koji jedu mesno meso mogu biti izloženi riziku od dobijanja opasnih po život bolesti