University of Alabama at Birmingham forskere rapporterer nå en ny modell for LOS i en artikkel i Naturmedisin e, og de viser at forstyrrelse av normal modning av mikrober i tarmen kan gjøre nyfødte musunger svært utsatt for LOS.
Dessuten, de fant at de kunne forhindre den dødelige infeksjonen ved å gi valpene spesifikke beskyttende bakterier før en utfordring med invasive Klebsiella pneumoniae -bakterier.
Våre funn gir muligheten for rasjonell design og testing av effektive probiotiske behandlinger for å beskytte premature spedbarn i fare. Disse studiene underbygger klinisk forskning som tyder på at gjengroing av en enkelt bakterieart, kalt neonatal dysbiose, går ofte foran utviklingen av LOS.
Vår modell skal hjelpe til med å definere mekanismer som pionerarter i det utviklende mikrobiomet hos nyfødte forhindrer -; eller unnlater å forhindre -; dysbiose som disponerer for LOS. "
Jeffrey Singer, Ph.D., og Casey Weaver, M.D, tilsvarende forfattere
Modellen deres er hjulpet av det faktum at tarmen til den nyfødte valpen fremdeles utvikler seg etter fødselen, ligner den fortsatt utviklende tarmen til ekstremt premature spedbarn.
På UAB, Singer er student i M.D./Ph.D. Medisinsk forskeropplæringsprogram, og Weaver er Wyatt og Susan Haskell, professor i medisinsk fortreffelighet i patologi.
UAB -forskerne plasserte en virulent K. pneumoniae -stamme, Kp-43816, i magen til valper.
Bakteriene bar en bioluminescerende markør som tillot forskere å bruke et avbildningssystem for å se hvor i tarmkanalen bakteriene vokste i levende dyr, og måle deretter mikrobenes invasive spredning ut av tarmen og inn i resten av kroppen. Bioluminescerende bakterier i levende dyr kan sees gjennom nesten en tomme vev.
Ved å bruke en dose som forårsaket 50 prosent dødelighet med 10 dager, forskerne så at translokasjon ut av tarmen skjedde der Klebsiella -kolonisering var tettest i tarmen. Derimot, ikke alle unger med dysbiose utviklet sepsis, akkurat som ikke alle premature mennesker med dysbiose utvikler LOS.
Da UAB -teamet plasserte samme dose av en avirulent K. pneumoniae -stamme, Kp-39, inn i magen, et spennende resultat fulgte. Kp-39 forårsaket ingen dødelighet hos valpene, men det translokerer også fra tarmen til magen, og som Kp-43816, det infiserte også leveren og mesenteriet. Kp-39-infeksjonen ble fjernet i løpet av de neste ni dagene.
Dette antydet at begge stammene av K. pneumoniae var i stand til å spre seg ut av tarmen, men forskjeller i vertsklarering fra immunforsvaret etter translokasjon bidro til differensial virulens av disse beslektede stammene.
Faktisk, når en av belastningene ble injisert direkte i bukhinnen -; omgå behovet for translokasjon fra tarmen -; Kp-43816 forårsaket 100 prosent dødelighet på en dag, men Kp-39 forårsaket ingen dødelighet hos valper og ble fjernet på en uke.
Forskerne fant forskjeller i kapselen rundt bakteriene som gjorde at Kp-43816 kunne motstå infeksjonsklarende fagocytose av immunceller sterkere enn Kp-39.
"Spesielt, derfor, mens Kp-43816 infeksjonsmodellene LOS, "Sanger og Weaver sa, "Kp-39 muliggjør sporing av dysbiose uten de forvirrende effektene av sepsis og dødelighet."
Forskerne fant da at endring av mikrobiomet til valpene endret mottakelighet for dysbiose og LOS.
Det normale intestinale mikrobiomet er kjent for å ha en kritisk rolle i å begrense kolonisering og spredning av et patogen. Valper uten mikrobiom, oppvokst under bakteriefri forhold, var jevnt utsatt for Kp-43816 LOS.
For å se videre, forskere behandlet demninger med to antibiotika som starter en dag før levering og flere dager deretter, før smitte med Klebsiella.
Begge antibiotika absorberes dårlig og er usannsynlig å bli overført til valper; men de ville endre morens tarmmikrobiomer på forskjellige måter, som igjen skulle endre mikrobiomet som valpene tilegner seg etter fødselen fra demningene.
UAB -teamet fant at unger av mødre som fikk gentamicin var markant mer utsatt for sepsis, mens unger av mødre som fikk vankomycin var mindre utsatt for sepsis, sammenlignet med kontroller.
Da antibiotika-eksperimentet ble gjentatt med avirulent Kp-39, det var ingen dødelighet. Derimot, unger hvis mødre hadde fått vancomycin hadde færre Kp-39, eller mindre dysbiose, sammenlignet med kontroller; unger hvis mødre hadde fått gentamicin viste mer Kp-39, eller mer dysbiose, sammenlignet med kontroller.
Forskjellen?
Forskere fant at valper av vancomycindammene hadde større overflod av Lactobacillus-bakterier i tarmmikrobiomet, og valpene til gentamicindammer hadde mindre mengder Lactobacillus.
Og dermed, tilstedeværelse eller fravær av laktobaciller syntes å korrelere med resistens eller følsomhet, henholdsvis til nyfødt dysbiose og LOS.
DNA-analyse viste at vancomycin-valpene var dominert av arten Lactobacillus murinus, mens gentamycin -valpene stort sett var blottet for L. murinus.
De fant også ut at L. murinus var sensitiv for gentamicin og resistent mot vankomycin, antyder at gentamycinbehandling drepte denne beskyttende arten i demninger, og forhindrer dermed passasje til valper gjennom vertikal overføring.
Da L. murinus-arten ble gitt profylaktisk til gentamycin-unger før en Klebsiella-utfordring, det reduserte overvekst av Kp-39 dramatisk sammenlignet med kontroller.
Gjennom en annen rekke eksperimenter, forskerne fant at en stamme av probiotiske E. coli også var i stand til å gi beskyttelse hos gentamycin-unger. Denne beskyttelsen ble ikke sett for flere andre ofte brukte Lactobacillus probiotiske arter.
Forskerne fant også at yngre unger, som ekstremt premature spedbarn, har mikrobiomer dominert av bakterier som kalles fakultative anaerober som kan vokse enten i nærvær eller fravær av oksygen.
Etter hvert som valpene ble eldre, mikrobiomene deres blir mer som term spedbarn fordi de er dominert av bakterier som kalles obligate anaerober, som vokser godt i fravær av oksygen, men dør hvis oksygen er tilstede. De eldre valpene, med et modent mikrobiom dominert av obligatoriske anaerober, var resistente mot nyfødt dysbiose.
Det viste seg at tilstedeværelse av oksygen i tarmlumenene til nyfødte unger forhindret kolonisering av obligatoriske anaerober. UAB-forskerne antok at dette kan forklare hvorfor dysbiose er mer utbredt hos spedbarn med svært lav fødselsvekt.
"Våre funn fastslår at normale bestanddeler i mikrobiomet er både nødvendige og tilstrekkelige for å dempe patobiont -ekspansjon i neonatal tarm for å forhindre LOS, "Sanger og Weaver sa." De gir videre et grunnlag for å forstå hvorfor noen probiotika er beskyttende, mens andre ikke er det. Dette kan ha viktige implikasjoner for klinisk praksis, hvor både mors og nyfødt antibiotikabruk kan endre det nyfødte mikrobiomet, og hvor spedbarn med svært lav fødselsvekt får probiotika uten klare bevis på foretrukne probiotiske arter. "
Probiotika kan bidra til å dempe underernæring de neste to tiårene,
Transplantasjon av vaginal væske kan hjelpe til med å behandle tilbakevendende bakteriell vaginose
Plantebaserte dietter forbedrer hjertehelsen via tarmmikrobiomet
Tarm og orale mikrobiomer forutsier alvorlighetsgraden av COVID-19
Middelhavsdiett fremmer sunn aldring med et sunnere tarmmikrobiom
Er DNA-baserte dietter og personlig medisinsk mat fremtiden for vekttap?
Forskere bruker fagterapi for å lykkes med å behandle alkoholisk leversykdom
For første gang, forskere har vellykket brukt bakteriofag (fag) terapi for å eliminere alkoholrelatert leversykdom i en dyremodell. Bildekreditt:Christoph Burgstedt / Shutterstock.com Ba
Ny modell for vaginal mikrobiomtransplantasjon
Bakteriell vaginose er en tilstand som rammer tusenvis av kvinner over hele verden, og er assosiert ikke bare med vaginale symptomer, men med graviditetsrelaterte komplikasjoner inkludert tidlig fødse
Et vegansk kosthold kan øke tarmmikrober som hjelper vekttap
Å bytte til et vegansk kosthold kan hjelpe folk å miste nesten ett kilo i vekt hver uke og redusere risikoen for diabetes betydelig, ifølge en studie som nylig ble presentert på årets årsmøte i Europe