NAU -forskere tar sikte på å finne mikrobiell sammenheng mellom to vanlige luftveissykdommer

Astma og kronisk rhinosinusitt (CRS)-; bihulebetennelse som varer i minst tre måneder- er alvorlige og kostbare sykdommer, og begge er på vei oppover. I følge American Academy of Allergy, Astma og immunologi, CRS påvirker opptil 16 prosent av den amerikanske voksne befolkningen og spiser opp svimlende 5 prosent av landets helsebudsjett hvert år. Astma, som innebærer betennelse i nedre luftveier, påvirker omtrent 8 prosent av befolkningen og koster rundt 56 milliarder dollar årlig i helsehjelp og tapt tid, ifølge Centers for Disease Control and Prevention.

National Institutes of Health (NIH) tildelte nylig to forskere ved Northern Arizona University $ 468, 472 for å studere hvordan mikrobiota i øvre og nedre luftveier driver betennelse hos pasienter med disse luftveissykdommene.

Menneskekroppen er hjemsted for billioner av mikrober, referert til som mikrobiomet. Mest forskning hittil på mikrobiomet har fokusert på tarmkanalen. Men ifølge Emily Cope, assisterende professor i biologi og assisterende direktør ved NAUs Pathogen and Microbiome Institute (PMI), luftveiene har også et mangfoldig mikrobielt samfunn. Hun og medforsker etterforsker Greg Caporaso, førsteamanuensis i biologi og direktør for Center for Applied Microbiome Science i PMI, vil lede et treårig prosjekt for å avgjøre om mikrober i bihulehulen og lungene utløser betennelse hos pasienter med både CRS og astma.

Selv om betennelse er en normal og nødvendig del av helbredelsesprosessen, noen ganger skyldes det en misforstått immunrespons på en oppfattet, men ikke -eksisterende trussel. Med andre ord, immunsystemet angriper kroppens egne celler, tror de er inntrengere, som kan føre til CRS og astma.

For tiden, disse sykdommene behandles separat, men mennesker med CRS har ofte astma, får oss til å tro at det kan være en vanlig årsak. Overraskende, sinus- og lungemikrobiomet til CRS og astmapasienter har ikke blitt studert samtidig. "

Emily Cope, assisterende professor i biologi og assisterende direktør ved NAUs Pathogen and Microbiome Institute (PMI)

Å ha begge tilstandene kan være elendig, og å lide av begge deler kan være ødeleggende. I følge Cope, mennesker med CRS rapporterer dårligere livskvalitet enn personer med kroniske ryggsmerter, diabetes eller angina. Hvis teamet kan finne ut om mikrobiomet i øvre og nedre luftveier er det som forbinder CRS og astma, mer effektive behandlingsalternativer kan bli tilgjengelige.

"Vi vet at mikrobielle metabolitter ofte samhandler med immunsystemet. Denne studien vil hjelpe oss med å finne ut om disse metabolittene utløser en inflammatorisk respons, "sa hun." Hvis vi finner ut at sykdommene har mikrobiell opprinnelse, som kan bane vei for mikrobiombaserte terapier. Ideelt sett, behandlinger kan være rettet mot den øvre luftveien (sinus) mikrobiom-; som er mye lettere å nå enn lungene og mye mer tålelig for pasienten; for å lette begge forholdene. "

Flerlags studie designet for å stimulere studenter å vurdere karrierer innen biomedisinsk vitenskap

Finansiert gjennom NIH -tilskuddet, Håndtere, Caporaso og flere studenter vil studere sinus- og lungemikrobiomene hos friske personer og CRS-pasienter med og uten astma ved å bruke neste generasjons sekvensering og metabolomisk analyse. Teamet vil også studere immunresponsene på hvert luftveissted for å avgjøre om det er en sammenheng mellom endringer i mikrobiomet og betennelse. For å forstå hvordan den endrede respiratoriske mikrobiota bidrar til betennelse, de vil gjennomføre laboratorieforsøk som utsetter immunceller for mikrobielle metabolitter fra CRS -pasienter med astma.

"Vi samarbeider med klinikere ved University of California San Francisco som samler inn prøver under kirurgiske inngrep i form av sinus og lungepinner, "Cope sa." Alle prøvene vil bli analysert i laboratoriet vårt på NAU. "

En doktorgradsstudent og minst tre studenter vil være involvert i alle faser av prosjektet, inkludert å reise til UCSF for å skygge for klinikerne og observere prøvetaking. Cope vil veilede studenter i laboratoriet, og Caporaso vil veilede studentene i bioinformatikkanalyse av mikrobiomedata.

"Studentene vil bidra fra begynnelse til slutt, "Cope sa." Deres engasjement inkluderer gjennomføring av labarbeid, observere kliniske og kirurgiske prosedyrer, analysere data og publisere våre funn. De flere lagene i dette prosjektet vil stimulere studentene våre til å vurdere karriere innen biomedisinsk vitenskap og gi dem et godt grunnlag for hva de kan forvente. "

Cope's lab fokuserer på menneskelig mikrobiota (bakterier, sopp og virus som bor på et kroppsområde) ved kroniske luftveissykdommer. CRS er hovedfokuset på laboratoriet hennes.

Caporaso -laboratoriet bruker anvendt bioinformatikk med fokus på mikrobiomforskning, programvareutvikling og bioinformatikk. All programvare og utdanningsinnhold utviklet i Caporaso -laboratoriet er åpen kildekode og gratis tilgjengelig for å støtte åpen vitenskap og utdanning.

• Studie:Kombinasjon med tre legemidler forbedrer total overlevelse hos pasienter med mCRC
• Studie avdekker molekyl som knytter vektøkning til tarmbakterier