Studie belyser oral vaksinesvikt i musemodell for kronisk tarmlidelse

En kronisk tarmlidelse som oppstår i områder med dårlig sanitet, forstyrrer tarmens immunrespons og svekker effektiv vaksineeffektivitet i en musemodell av sykdommen, ifølge forskning ledet av UPMC Children's Hospital i Pittsburgh og University of Pittsburgh School of Medicine forskere.

Funnet, publisert i dag i Immunitet, er viktig fordi orale vaksiner levert av flytende dråper til munnen, som polio- og rotavirus -vaksiner, er spesielt nyttige i lavinntektsland som kanskje ikke har helsepersonell opplært i å administrere vaksiner gjennom nåler. De kan også stimulere bedre lokal immunitet i tarmen, som er nøkkelen for å avverge sykdommer påført av forurenset mat og vann -; inkludert noen av de svært infeksjonene som bidrar til tarmlidelsen, kalt miljømessig enterisk dysfunksjon, eller EED.

Det er tragisk at de eksakte vaksinene som kan forhindre EED ikke fungerer hos barn som har sykdommen. "

Timothy Hand, Ph.D., seniorforfatter av studien og assisterende professor i pediatri og immunologi ved R.K. Mellon Institute for Pediatric Research ved UPMC Children's og direktør for Pitt's Gnotobiotic Core

EED er forårsaket av underernæring og kronisk gastrointestinal infeksjon fra forurenset mat og vann. Infeksjon med virus, parasitter eller bakterier kombinert med dårlig kosthold kan utløse tarmbetennelse og skade fingerlignende anslag som kalles villi som hjelper til med å absorbere næringsstoffer fra mat.

"EED kan påvirke hvem som helst, men det er et stort problem hos barn fordi de fortsatt utvikler seg, "sa Hand." Resultatet er at barn med EED blir stunted. De ender opp med kortere vekst. Men kanskje enda viktigere, det kan påvirke hjernens utvikling betydelig:Disse barna har mindre kognitiv evne. Og dette er et livslangt problem; du kan ikke gjenopprette den utviklingen senere i livet. "

For å lære mer om mekanismene bak oral vaksinesvikt, Hand og teamet hans utviklet en musemodell av sykdommen. De induserte EED-lignende symptomer ved å mate gnagere en diett som mangler fett og protein og inokulere dem med en stamme av E. coli-bakterier som invaderer tarmceller.

Som mennesker med sykdommen, EED -mus hadde hemmet veksten, endringer i tarmmikrobiomsammensetningen, forhøyet tarmbetennelse og forkortet tarmvilli sammenlignet med kontrollmus som fikk et normalt kosthold med tilstrekkelig fett og protein eller dyr som fikk et normalt kosthold og bakterier eller et dårlig kosthold uten bakterier.

Etter å ha gitt musene en oral vaksine, forskerne fant at immunresponsene ble alvorlig kompromittert hos de med EED. Vaksinespesifikke CD4+ T-celler i tynntarmen var omtrent 18 ganger lavere enn hos kontrollmus.

Ytterligere eksperimenter indikerte at svikt i oral vaksine i EED -mus ble formidlet av tarmmikrobiomet. Som svar på mikrobiomassosiert betennelse, T -regulatoriske (Treg) celler akkumuleres i tynntarmen til EED -mus.

"Treg -celler oppstår fordi det er for mye betennelse, og de hjelper til med å dempe den betennelsen, "sa Hand." Men dessverre, en bivirkning er at de forhindrer lokal opphopning av vaksinespesifikke CD4+ T-celler. "

Når teamet brukte antibiotika for å eliminere tarmbakterier, vaksineeffektiviteten ble gjenopprettet i EED -mus.

Ifølge Hand, disse funnene støtter ideen om at målretting mot mikrobiomet kan hjelpe til med å behandle EED og forbedre vaksinesuksess hos barn.

"Vettig bruk av antibiotika hos disse barna kan kanskje tilbakestille tynntarmsmikrobiomet, redusere betennelse i tynntarmen og redusere Tregs, " han sa.

EED er sjelden i ressursrike land, men vanlig i fattigere land som mangler kloakkanlegg og sanitæranlegg. Omtrent 150 millioner barn verden over lever under forhold som setter dem i fare for å få sykdommen.

"Hvis vi kunne skylle toaletter og rørleggerarbeid til verden, vi ville ikke ha denne sykdommen, "sa hånden." Det som forårsaker disse kroniske infeksjonene er at folk enten drikker forurenset vann eller fluer transporterer sykdommer fra kloakk til mat. "

I fremtiden, Hand og teamet hans planlegger å samarbeide med forskere i land der EED er et problem for bedre å forstå utfall av vaksine hos barn med denne sykdommen.

• Flagger potensielle molekylære prediktorer for respons på biologiske terapier ved ulcerøs kolitt
• Kreftvaksine reduserer svulstbyrden,