Protein som finnes i musenes immunsystem kan beskytte babyer mot nekrotiserende enterokolitt

Tarmsykdommen nekrotiserende enterokolitt er en ledende dødsårsak blant premature spedbarn født i USA og over hele verden. Karakterisert ved overdreven betennelse som kan forårsake vevsråte i tarmen, sykdommen gir en vei for smittsomme og dødelige bakterier for å komme inn i blodet.

Til tross for fire tiår med forskning, effektive behandlinger forblir unnvikende, og dødeligheten hos babyer som utvikler sykdommen, har i det vesentlige vært uendret, svever på omtrent 30%.

Nå, en studie ledet av forskere ved Washington University School of Medicine i St. Louis har identifisert, hos mus, et protein i immunsystemet som kan beskytte babyer mot nekrotiserende enterokolitt (NEC) og føre til utvikling av nye behandlinger.

Funnene er publisert online 15. juni i Cell Reports Medicine .

Nekrotiserende enterokolitt er alvorlig, hurtigvirkende tilstand som kan føre til død i løpet av timer. Vi vet ikke hvorfor NEC skjer, og vi kan prøve å behandle det med antibiotika og kirurgisk fjerning av det døde vevet; derimot, i alvorlige tilfeller, mange babyer vil fortsatt dø. Ingen behandlinger stopper sykdommen fra å utvikle seg, men vårt håp er at proteinet vi har identifisert vil endre det. "

Misty Good, MD, Studer seniorforfatter og assisterende professor i pediatri, Avdeling for nyfødt medisin, Washington University i St. Louis

Forskerne fokuserte på Interleukin-22 (IL-22), et protein som regulerer immunresponsen og bidrar til å opprettholde et sunt tarmmikrobiom hos voksne.

I løpet av årene, forskning har antydet at IL-22 har en kritisk rolle i voksne gastrointestinale sykdommer. Følgelig, potensielle behandlinger som involverer IL-22 blir studert i COVID-19 sykdom, alkoholindusert leversykdom, og transplantat-mot-vert-sykdom som utvikler seg etter organtransplantasjoner eller benmargstransplantasjoner. Derimot, IL-22s rolle i nyfødtes tarm har vært uklar.

For å bedre forstå proteinets rolle, forskerne opprettet en musemodell for å undersøke IL-22-signalering og produksjon i friske tarm og tarm skadet av NEC. De analyserte IL-22 nivåer før og etter fødsel og inn i voksen alder, som for mus begynner når de er avvennet, ca 28 dager gammel. I både de friske og syke tarmene, forskerne dokumenterte lav postnatal IL-22 produksjon fram til dag 21, da produksjonen gikk i været for musene og fortsatte til voksen alder.

Forskerne studerte også vevsprøver fra preemier som gjorde og ikke utviklet NEC. Forskerne fant lave nivåer av IL-22 i alle tarmprøvene. Og hos babyene som hadde utviklet NEC, en passende immunrespons hadde ikke blitt montert i tarmen.

"Immunceller i den nyfødte tarmen har vist en manglende evne til å produsere tilstrekkelige mengder IL-22 for å kontrollere utviklingen av NEC, "sa bra, som behandler pasienter ved St. Louis Children's Hospital og også er medprogramdirektør for universitetets Neonatal-Perinatal Medicine Fellowship. Som medlem av det vitenskapelige rådgivende rådet i Necrotizing Enterocolitis Society, Good har ledet en innsats med syv medisinske sentre som har utviklet et stort biolager av prøver fra spedbarn som er berørt av NEC.

Godt antok at umodne tarm er forbundet med mangel på IL-22-produksjon, en teori styrket av det faktum at premature spedbarn som veier mindre enn 5 kg er mest utsatt for NEC. Typisk, jo mer prematur en baby er, jo lavere babyens vekt og jo mer uutviklet et barns gastrointestinale immunsystem er. Skadelige bakterier kan komme over tarmbarrieren og aktivere immunsystemet. Og fordi immunsystemet til preemier ikke er fullt utviklet, det fører til en overdrevet inflammatorisk respons som kan føre til vevsdød.

Forskernes funn av lave nivåer av IL-22 i nyfødte vev førte til deres neste trinn:injeksjon av musene med IL-22. Proteinet hjelper til med å kontrollere betennelse, samtidig som det fremmer regenerering av tett pakket celler i tarmen. IL-22 kan bidra til å styrke tarmveggene, skape en barriere i tarmen som muliggjør absorpsjon av næringsstoffer samtidig som det forhindrer giftige eller på annen måte fiendtlige mikroorganismer i å sive inn i blodet.

"Interessant, vårt arbeid viste at behandling med IL-22, hos mus, beskytter den nyfødte tarmen mot skader forårsaket av NEC, "Godt sagt." Vår studie representerer et betydelig fremskritt i forståelsen av rollen som IL-22 i det tidlige livet og danner grunnlaget for nye måter å behandle NEC på i fremtiden. "

• Studie baner vei for utvikling av nye terapier for C. difficile infeksjon
• Å gjenopprette babyens eksponering for gunstige bakterier ved fødsel normaliserer mikrobiomutviklingen