"Dit is het eerste bekende rapport dat aantoont dat binnen het complexe darmmicrobioom, specifieke microben hebben het vermogen om de normale groei en rijping van het skelet te beïnvloeden, " zei Chad M. Novince, DDS, doctoraat, een assistent-professor aan de hogescholen voor geneeskunde en tandheelkunde, die de impact van het microbioom op osteo-immunologie en skeletontwikkeling bestudeert.
Het Novince-lab richt zich op de postpuberale fase van de ontwikkeling van het skelet, het kritische venster van plasticiteit dat de opbouw van ongeveer 40% van iemands piekbotmassa ondersteunt. Recent werk van het laboratorium toonde aan dat het darmmicrobioom de immuunrespons in de lever- en botomgeving verhoogt, die de botmassa van het skelet schaadt. Andere groepen hebben aangetoond dat SFB de immuunrespons van TH17-cellen activeert op een interleukine-17A (IL-17A)-afhankelijke manier. Het onderzoek gericht op het koppelen van deze aspecten van SFB-gemedieerde immuniteit bepaalt of specifieke darmmicroben het vermogen hebben om de gezondheid van het skelet te beïnvloeden.
Om de effecten van SFB en het darmmicrobioom op de gezondheid van het skelet te bestuderen, het Novince-lab gebruikte een muismodel met een gedefinieerde microbiota. Dit onderzoek werd mogelijk gemaakt door MUSC's Gnotobiotic Animal Core, geregisseerd door Caroline Westwater, doctoraat, co-auteur en professor aan het College of Dental Medicine. Verkrijgbaar via de unieke dierenkern, kiemvrije muizen (geen microbiota) en gnotobiotische muizen (gedefinieerde microbiota) bieden een uitstekend model voor het bestuderen van de bijdragen van het microbioom aan de ontwikkeling van het skelet.
Telkens als we aan bot denken, het is altijd de balans tussen osteoblasten en osteoclasten; de osteoblasten vormen het bot, en de osteoclasten resorberen het bot. SFB-kolonisatie veroorzaakte een verschuiving aan beide zijden van de as:de osteoclastactiviteit ging omhoog, en de osteoblastactiviteit daalde, wat schadelijk is voor het skelet."
Tsjaad M. Novince, assistent-professor aan de hogescholen voor geneeskunde en tandheelkunde, MUSC
Om zijn studies te beginnen, het Novince-lab vergeleek kiemvrije muizen met SFB-monogeassocieerde muizen. Muizen die SFB hadden, vertoonden een vermindering van 20% in trabeculair botvolume - het type bot dat een hoge mate van botmetabolisme ondergaat. Nader onderzoek van deze muizen toonde aan dat SFB-kolonisatie leidde tot verhoogde IL-17A-niveaus in de darm en de bloedsomloop, en verbeterd osteoclastpotentieel.
Volgende, het Novince-lab onderzocht of de aanwezigheid van SFB in een complexe darmmicrobiota de normale ontwikkeling van het skelet zou kunnen beïnvloeden. Ze vergeleken Taconic-specifieke-pathogeen-vrije muizen die SFB hadden als onderdeel van hun microbioom met Taconic-specifieke-pathogeen-vrije muizen die geen SFB hadden.
De aanwezigheid van SFB in een complexe microbiota leidde tot een verminderd trabeculair botvolume, die werd toegeschreven aan verhoogde osteoclastactiviteit en verminderde osteoblastactiviteit. SFB-kolonisatie leidde tot een pro-inflammatoire immuuntoestand in de darm, met een verhoogd aantal van myeloïde afgeleide suppressorcellen (MDSC's) en M1-macrofagen in de lymfeklieren die zijn geassocieerd met de darm. Bovendien, SFB-kolonisatie verhoogde de IL-17A-spiegels in de darm en de bloedsomloop.
interessant, de aanwezigheid van SFB in een complexe darmmicrobiota stimuleerde ook de leverimmuniteit sterk. SFB-kolonisatie verhoogde pro-inflammatoire immuunfactoren in de lever en verhoogde TH17-cellen in de leverafvoerende lymfeklieren. Verder, de aanwezigheid van SFB leidde tot hogere niveaus van acute fase reactanten - immuunfactoren die in de lever worden gemaakt en in de bloedsomloop worden uitgescheiden. Lipocalin-2 (LCN2) was vooral interessant omdat het een antimicrobieel peptide is dat het botmetabolisme beïnvloedt.
SFB-kolonisatie resulteerde in verhoogde circulerende niveaus van IL-17A en LCN2, die beide factoren zijn die osteoclastactiviteit ondersteunen en osteoblastactiviteit onderdrukken. Bij elkaar genomen, deze gegevens tonen aan dat SFB een cruciale rol speelt bij het reguleren van de immuunrespons in zowel de darm als de lever, wat significante effecten heeft op het skelet en sterke ondersteuning biedt dat de werking van de darmmicrobiota op het skelet gedeeltelijk wordt gemedieerd via een darm-lever-bot-as .
Aanvullend, de bijdrage van SFB aan de gezondheid van het skelet kan belangrijke klinische implicaties hebben.
"Als we de kolonisatie kunnen voorkomen of specifieke microben zoals SFB uit het microbioom kunnen uitputten, er is een klinisch potentieel om de opbouw van botmassa te optimaliseren tijdens de postpuberale skeletontwikkeling, ' zei Novin.
Het is bekend dat voeding, probiotica en antibiotica hebben significante effecten op de samenstelling van het microbioom, inclusief SFB-kolonisatie. Een meerderheid van de botmassa van een persoon groeit tijdens de adolescentie, of postpuberaal. Naarmate mensen ouder worden, ze beginnen langzaam botmassa te verliezen, waardoor ze risico lopen op fracturen en osteoporose. Modulatie van SFB, door niet-invasieve interventies zoals diëten of probiotica, zou kunnen zorgen voor de opbouw of optimalisatie van de opbouw van piekbotmassa tijdens de adolescentie. Dit zou het risico op verouderingsgerelateerde lage botmassa en gerelateerde fracturen beperken.
Samengevat, De groep van Novince heeft aangetoond dat binnen het complexe microbioom, een specifieke commensale microbe, SFB, heeft het vermogen om de manier waarop het microbioom samenwerkt met het immuunsysteem en het skelet van de gastheer kritisch te veranderen. Deze immuunrespons, gemedieerd via een darm-lever-bot-as, induceert een pro-osteoclast en anti-osteoblast omgeving in het bot, die de normale groei en rijping van het skelet schaadt. De sterke bijdrage van leverimmuniteit rechtvaardigt verder onderzoek naar hoe de acutefaseproducten een terugkoppelingseffect kunnen hebben op het microbioom of aanvullende effecten op de gastheer.
Wat u eet, kan de manier veranderen waarop antibiotica uw darmen beïnvloeden
Rurale en stedelijke microbiota verschillen van jongs af aan,
Het is veilig om rauw voedsel aan huisdieren te geven,
Uit grote studie blijkt dat SARS-CoV-2 viral load het laagst is bij kinderen
Nanotechnologie en COVID-19 diagnose en behandeling
Veel voorkomende schimmel op de huid kan inflammatoire darmaandoeningen veroorzaken
Als u ouder bent dan 50,
Het is tijd voor een colonoscopie Mensen stellen bepaalde dingen uit:de garage opruimen, herschilderen van de woonkamer, de ramen wassen... en een colonoscopie laten doen. Maar een colonoscopie is wa
Antioxidanten in voeding kunnen het risico op darmkanker verhogen,
nieuwe studie onthult Gezondheidsvoordelen van antioxidanten in voedsel zijn bewezen in een aanzienlijke hoeveelheid wetenschappelijke literatuur. Nutsvoorzieningen, een nieuwe studie toont aan dat te
Gedetailleerde kaart van het microbioom van de menselijke tong
Een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Mobiele rapporten in maart 2020 rapporteert het gebruik van geavanceerde en snelle spectrale beeldvormingstechnieken om een gedetailleerde kaart v