de bevinding, vandaag gepubliceerd in Immuniteit, is belangrijk omdat orale vaccins die worden toegediend door vloeistofdruppels in de mond, zoals polio- en rotavirusvaccins, zijn vooral nuttig in landen met een laag inkomen waar mogelijk geen gezondheidswerkers zijn opgeleid in het toedienen van vaccins door middel van naalden. Ze kunnen ook een betere lokale immuniteit in de darm stimuleren, wat essentieel is voor het afweren van ziekten die worden opgelopen door besmet voedsel en water -; waaronder enkele van de infecties die bijdragen aan de darmaandoening, omgevings-enterische disfunctie genoemd, of EED.
Het is tragisch dat de exacte vaccins die EED kunnen helpen voorkomen, niet werken bij kinderen die de ziekte hebben."
Timoteüs Hand, doctoraat, senior auteur van de studie en universitair docent kindergeneeskunde en immunologie aan de R.K. Mellon Institute for Pediatric Research bij UPMC Children's en directeur van Pitt's Gnotobiotic Core
EED wordt veroorzaakt door ondervoeding en chronische gastro-intestinale infectie door besmet voedsel en water. Infectie met virussen, parasieten of bacteriën in combinatie met een slecht dieet kunnen darmontstekingen veroorzaken en de vingerachtige uitsteeksels, villi genaamd, beschadigen die helpen voedingsstoffen uit voedsel te absorberen.
"EED kan iedereen treffen, maar het is een groot probleem bij kinderen omdat ze nog in ontwikkeling zijn, " zei Hand. "Het resultaat is dat kinderen met EED onvolgroeid zijn. Ze worden uiteindelijk kleiner van gestalte. Maar misschien nog belangrijker, het kan de hersenontwikkeling aanzienlijk beïnvloeden:deze kinderen hebben minder cognitief vermogen. En dit is een levenslang probleem; je kunt die ontwikkeling later in het leven niet herstellen."
Voor meer informatie over de mechanismen achter het falen van orale vaccins, Hand en zijn team ontwikkelden een muismodel van de ziekte. Ze veroorzaakten EED-achtige symptomen door de knaagdieren een vet- en eiwitarm dieet te geven en ze te inoculeren met een stam van E. coli-bacteriën die darmcellen binnendringt.
Net als mensen met de ziekte, EED-muizen hadden groeiachterstand, verschuivingen in de samenstelling van het darmmicrobioom, verhoogde darmontsteking en verkorte darmvlokken vergeleken met controlemuizen die een normaal dieet kregen met voldoende vet en eiwit of dieren die een normaal dieet en bacteriën kregen of een slecht dieet zonder bacteriën.
Nadat ze de muizen een oraal vaccin hadden gegeven, de onderzoekers ontdekten dat de immuunrespons ernstig was aangetast bij mensen met EED. Vaccinspecifieke CD4+ T-cellen in de dunne darm waren ongeveer 18 keer lager dan in controlemuizen.
Verdere experimenten gaven aan dat oraal vaccinfalen bij EED-muizen werd gemedieerd door hun darmmicrobioom. Als reactie op microbioom-geassocieerde ontsteking, T-regulerende (Treg) cellen hopen zich op in de dunne darm van EED-muizen.
"Treg-cellen ontstaan omdat er te veel ontstekingen zijn en ze helpen die ontsteking af te remmen, "zei Hand. "Maar helaas, een bijwerking is dat ze lokale accumulatie van vaccinspecifieke CD4+ T-cellen voorkomen."
Toen het team antibiotica gebruikte om darmbacteriën te elimineren, werkzaamheid van het vaccin werd hersteld in EED-muizen.
Volgens Hand, deze bevindingen ondersteunen het idee dat het richten op het microbioom kan helpen EED te behandelen en het vaccinsucces bij kinderen te verbeteren.
"Verstandig gebruik van antibiotica bij deze kinderen kan mogelijk het microbioom van de dunne darm resetten, ontsteking in de dunne darm verminderen en die Tregs verminderen, " hij zei.
EED is zeldzaam in landen die rijk zijn aan hulpbronnen, maar veel voorkomend in armere landen die geen riolering en sanitaire voorzieningen hebben. Wereldwijd leven ongeveer 150 miljoen kinderen in omstandigheden waardoor ze het risico lopen de ziekte te krijgen.
"Als we toiletten en sanitair naar de wereld zouden kunnen brengen, we zouden deze ziekte niet hebben, " zei Hand. "Wat deze chronische infecties veroorzaakt, is dat mensen besmet water drinken of dat vliegen ziekten van rioolwater naar voedsel transporteren."
In de toekomst, Hand en zijn team zijn van plan om samen te werken met onderzoekers in landen waar EED een probleem is om de vaccinresultaten bij kinderen met deze ziekte beter te begrijpen.
Darm- en orale microbiomen voorspellen de ernst van COVID-19
Groeiproblemen bij premature baby's geassocieerd met veranderde darmbacteriën
Fastfood kan een hoofdschuldige zijn bij tienerdepressie
Wetenschappers extraheren volledig menselijk genoom uit duizenden jaren oude "kauwgom"
Studie beschrijft initiële baseline gezonde darmmicrobioom-database en overvloedprofiel
Prikkelbare darmziekte verhoogt het risico op dementie
Markering van potentiële moleculaire voorspellers van respons op biologische therapieën bij colitis ulcerosa
Verschillende personen die lijden aan darmaandoeningen zoals colitis ulcerosa reageren niet op conventioneel gebruikte biologische therapieën. In dergelijke gevallen, gepersonaliseerde voorspelling va
Anti-coronavirusmoleculen van microben kunnen de sleutel zijn tot nieuwe behandelingen
Microben in de darm die nuttige verbindingen produceren, kunnen de sleutel zijn tot de behandeling van symptomen van coronavirus. Darm microbioom. Image Credit:Anatomy Image/Shutterstock.
Visslijm kan een potentiële bron van antibiotica zijn, blijkt uit onderzoek
Met de komst van multiresistente bacteriën en het gebrek aan nieuwe antibiotica, onderzoekers zijn op zoek geweest naar nieuwe moleculen die deze ziekteverwekkers kunnen bestrijden. Een team van onder