Nacionaliniai sveikatos institutai (NIH) neseniai dviem Šiaurės Arizonos universiteto tyrėjams skyrė 468 USD, 472 ištirti, kaip viršutinių ir apatinių kvėpavimo takų mikrobiota skatina uždegimą pacientams, sergantiems šiomis kvėpavimo takų ligomis.
Žmogaus kūne gyvena trilijonai mikrobų, vadinamas mikrobiomu. Dauguma iki šiol atliktų mikrobiomos tyrimų buvo sutelkti į žarnyno traktą. Tačiau, pasak Emily Cope, biologijos docentas ir NAU Patogenų ir mikrobiomų instituto (PMI) direktoriaus asistentas, kvėpavimo takuose taip pat yra įvairi mikrobų bendruomenė. Ji ir pagrindinis tyrėjas Gregas Caporaso, biologijos docentas ir PMI Taikomųjų mikrobiomų mokslo centro direktorius, vadovaus trejų metų projektui, kurio tikslas-nustatyti, ar sinusų ertmėje ir plaučiuose esantys mikrobai sukelia uždegimą pacientams, sergantiems KRS ir astma.
Nors uždegimas yra normali ir būtina gydymo proceso dalis, kartais tai atsiranda dėl klaidingo imuninio atsako į suvokiamą, bet neegzistuojančią grėsmę. Kitaip tariant, imuninė sistema puola organizmo ląsteles, manydami, kad jie yra įsibrovėliai, kurie gali sukelti KRS ir astmą.
Šiuo metu, šios ligos gydomos atskirai, tačiau žmonės, sergantys KRS, dažnai serga astma, verčia mus manyti, kad gali būti bendra priežastis. Stebėtinai, KRS ir astma sergančių pacientų sinusų ir plaučių mikrobiomas nebuvo tirtas kartu. "
Emily Cope, biologijos docentas ir NAU Patogenų ir mikrobiomų instituto (PMI) direktoriaus asistentas
Bet kuri sąlyga gali būti apgailėtina, ir kentėjimas dėl abiejų gali varginti. Pasak Cope, žmonių, sergančių KRS, prastesnė gyvenimo kokybė nei žmonėms, sergantiems lėtiniu nugaros skausmu, diabetas ar krūtinės angina. Jei komanda gali išsiaiškinti, ar viršutinių ir apatinių kvėpavimo takų mikrobiomas sieja KRS ir astmą, gali atsirasti veiksmingesnių gydymo būdų.
"Mes žinome, kad mikrobų metabolitai dažnai sąveikauja su imunine sistema. Šis tyrimas padės mums išsiaiškinti, ar šie metabolitai sukelia uždegiminį atsaką, - pasakė ji. - Jei išsiaiškinsime, kad ligos yra mikrobinės kilmės, kurie gali atverti kelią mikrobiomų terapijai. Idealiu atveju gydymas galėtų būti nukreiptas į viršutinių kvėpavimo takų (sinusų) mikrobiomą; kuris yra daug lengviau pasiekiamas nei plaučiai ir daug labiau toleruojamas pacientui; siekiant palengvinti abi sąlygas.
Finansuojama per NIH dotaciją, Susitvarkyti, Caporaso ir keli studentai išnagrinės sinusų ir plaučių mikrobiomas sveikiems asmenims ir KRS sergantiems pacientams, sergantiems astma ir be jos, naudodami naujos kartos seką ir metabolominę analizę. Komanda taip pat ištirs imuninius atsakus kiekvienoje kvėpavimo takų vietoje, kad nustatytų, ar egzistuoja koreliacija tarp mikrobiomos pokyčių ir uždegimo. Norėdami suprasti, kaip pakitusi kvėpavimo takų mikrobiota prisideda prie uždegimo, jie atliks laboratorinius eksperimentus, kurių metu imuninės ląstelės patirs mikrobų metabolitus iš KRS sergančių pacientų, sergančių astma.
„Mes bendradarbiaujame su San Fransisko Kalifornijos universiteto gydytojais, kurie renka mėginius chirurginių procedūrų metu sinusų ir plaučių tamponų pavidalu, "Cope sakė." Visi mėginiai bus analizuojami mūsų laboratorijoje NAU. "
Į visus projekto etapus bus įtrauktas vienas magistrantas ir mažiausiai trys bakalaurai, įskaitant kelionę į UCSF, kad užtemdytų gydytojus ir stebėtų mėginių paėmimą. Cope globoja studentus laboratorijoje, ir „Caporaso“ padės studentams atlikti bioinformatinę mikrobiomos duomenų analizę.
„Studentai prisidės nuo pradžios iki pabaigos, "Cope sakė." Jų dalyvavimas apima laboratorinių darbų atlikimą, stebėti klinikines ir chirurgines procedūras, analizuoti duomenis ir skelbti mūsų išvadas. Keli šio projekto sluoksniai paskatins mūsų studentus apsvarstyti biomedicinos mokslo karjerą ir suteiks jiems gerą pagrindą to, ko tikėtis “.
„Cope“ laboratorijoje pagrindinis dėmesys skiriamas žmogaus mikrobiotai (bakterijoms, grybeliai ir virusai, gyvenantys kūno vietoje) sergant lėtinėmis kvėpavimo takų ligomis. Jos laboratorijoje pagrindinis dėmesys skiriamas KRS.
„Caporaso“ laboratorijoje naudojama taikomoji bioinformatika, orientuota į mikrobiomų tyrimus, programinės įrangos kūrimas ir bioinformatikos mokymas. Visa programinė įranga ir mokomasis turinys, sukurtas „Caporaso“ laboratorijoje, yra atviro kodo ir nemokamai prieinamas, siekiant paremti atvirą mokslą ir švietimą.