"Ez a jelentés bemutatja az antibiotikumokat, mint a bél mikrobiota osteoimmun válaszának kritikus exogén modulátorát a pubertás utáni csontvázfejlődés során, "mondja Chad M. Novince, D.D.S., Ph.D., egyetemi adjunktus mind az Orvostudományi, mind a Fogorvosi Főiskolán, aki a mikrobióma hatását tanulmányozza az oszteoimmunológiára és a csontváz fejlődésére. "Az emberek kimutatták, hogy az antibiotikumok zavarják a mikrobiotát, de ez az első ismert tanulmány, amely azt értékeli, hogy ez milyen hatással van a csontsejteket szabályozó immunsejtekre és a csontváz általános fenotípusára. Ez a mű összehozza az egész történetet. "
A pubertás utáni fejlődési szakasz a plaszticitás kritikus ablaka, amely támogatja a csúcscsonttömegünk körülbelül 40 százalékának felhalmozódását. A Novince labor és mások közelmúltbeli munkái kimutatták, hogy a bél mikrobiota hozzájárul a csontváz egészségéhez. Annak megállapítására, hogy a bél mikrobiota antibiotikus zavara milyen hatással van a pubertás utáni csontvázfejlődésre, Novince a MUSC csapat tagjaival dolgozott, és három antibiotikumból álló koktéllal kezelte az egereket. Alexander V. Alekseyenko mikrobiom tudóssal együttműködve Ph.D., a Biomedikai Informatikai Központ docense és a MUSC Program for Human Microbiome Research alapító igazgatója, képesek voltak kimutatni, hogy az antibiotikum -kezelés jelentős változásokat eredményezett a bél mikroflórájában, ami a baktériumok nagy csoportjainak specifikus változásait eredményezi.
"Dr. Aleksejenko a csapat tagjaként egyedülálló erősség, - mondja Novince.
A mikrobiota antibiotikus megzavarása után a Novince labor a csontrendszer integritását vizsgálta. A mikrobiota antibiotikumok által kiváltott változásai csekély hatással voltak a kortikális csontokra; azonban, jelentős változások történtek a trabekuláris csontban, a csont típusa, amely magas csontanyagcsere -folyamaton megy keresztül. Míg a korábbi munkák a csontsejtek sűrűségét vizsgálták az egész csontvázban az antibiotikum kezelés során, ez a munka a csontfenntartás alapjául szolgáló sejtrészletekre összpontosított. A csontanyagcserét a csontreszorbeáló (osteoclast) és a csontépítő (osteoblast) sejtek egyensúlya szabályozza. Érdekes módon, az osteoblastokban nem történt változás, míg az osteoclast sejtek száma, mérete és aktivitása nőtt.
Annak megállapítására, hogy mi okozta az osteoclast aktivitás növekedését, a Novince labor számos osteoclast jelzőmolekula szintjét értékelte. Azt találták, hogy az oszteoklasztikus jelzőmolekulák szintje megnőtt az antibiotikummal kezelt állatok keringésében, arra utal, hogy a megnövekedett osteoclast aktivitás a mikrobiota megváltozására adott specifikus immunválasz eredménye.
A következő fő kérdés az volt, hogy az antibiotikumok hogyan befolyásolják az immunsejteket a csontvelő környezetében.
"Vizsgálatunk valójában képes a csontvelő -környezetben specifikus adaptív és veleszületett immunsejt -mechanizmusokba merülni, hogy megmutassa, hogy hatással van a csontsejtekre, "mondja Jessica D. Hathaway-Schrader, Ph.D., posztdoktori tudós és a tanulmány első szerzője.
A csontvelő immunsejt-populációinak vizsgálata meglepő módon azt mutatta ki, hogy az antibiotikummal kezelt állatok myeloid eredetű szuppresszorsejtjei (MDSC-k) jelentősen növekedtek. Az MDSC -kről ismert, hogy szabályozzák a veleszületett és adaptív immunválaszt különböző betegségek során, de nem vizsgálták alaposan az egészségügyben. Ezenkívül az antigén bemutatását és feldolgozását elnyomták a csontvelőben antibiotikum kezelés után.
Összefoglalva, Novince csoportja kimutatta, hogy a bél mikrobiota antibiotikus megzavarása szabályozza az immunsejtek és a csontsejtek közötti kommunikációt. Míg a jelenlegi tanulmány széles spektrumú antibiotikum-koktélt használt, amelynek célja a bélbaktériumok összetételének durva megzavarása, az eredmények további vizsgálatot indokolnak. A jövőbeli tanulmányok célja egy olyan antibiotikum -kezelés beépítése, amely jobban megfelel az emberi antibiotikum -kezeléseknek. Ezek a vizsgálatok klinikai vizsgálatokhoz vezethetnek, amelyek célja a specifikus antibiotikumok bélmikrobiómára gyakorolt hatásának meghatározása. Ez a kutatás támogatná a nem invazív terápiás beavatkozások kifejlesztését a mikrobiómában, amelyek célja a csontváz romlásának megelőzése és kezelése.