Os pesquisadores da NAU buscam encontrar uma ligação microbiana entre duas doenças respiratórias comuns

Asma e rinossinusite crônica (RSC) -; inflamação dos seios da face que dura pelo menos três meses-; são doenças graves e caras, e ambos estão em ascensão. De acordo com a American Academy of Allergy, Asma e Imunologia, A CRS afeta até 16 por cento da população adulta dos EUA e consome surpreendentes 5 por cento do orçamento de saúde do país a cada ano. Asma, que envolve a inflamação das vias aéreas inferiores, afeta cerca de 8 por cento da população e custa cerca de US $ 56 bilhões anualmente em cuidados de saúde e tempo perdido, de acordo com os Centros de Controle e Prevenção de Doenças.

p O National Institutes of Health (NIH) concedeu recentemente a dois pesquisadores da Northern Arizona University US $ 468, 472 para estudar como a microbiota nas vias aéreas superiores e inferiores conduzem a inflamação em pacientes com essas doenças do trato respiratório.

p O corpo humano é o lar de trilhões de micróbios, referido como o microbioma. A maioria das pesquisas até agora sobre o microbioma se concentrou no trato intestinal. Mas de acordo com Emily Cope, professor assistente de biologia e diretor assistente do Pathogen and Microbiome Institute (PMI) da NAU, as vias aéreas também possuem uma comunidade microbiana diversa. Ela e o co-investigador principal Greg Caporaso, professor associado de biologia e diretor do Center for Applied Microbiome Science in PMI, irá liderar um projeto de três anos para determinar se micróbios na cavidade sinusal e nos pulmões desencadeiam inflamação em pacientes com RSC e asma.

p Embora a inflamação seja uma parte normal e necessária do processo de cura, às vezes resulta de uma resposta imunológica equivocada a uma ameaça percebida, mas inexistente. Em outras palavras, o sistema imunológico ataca as próprias células do corpo, pensando que são intrusos, que pode levar à RSC e asma.

p Atualmente, essas doenças são tratadas separadamente, mas as pessoas com SRC costumam ter asma, levando-nos a acreditar que pode haver uma causa comum. Surpreendentemente, os seios da face e o microbioma pulmonar de pacientes com RSC e asma não foram estudados em conjunto. "

Emily Cope, professor assistente de biologia e diretor assistente do Pathogen and Microbiome Institute (PMI) da NAU

p Ter qualquer uma dessas condições pode ser péssimo, e sofrer de ambos pode ser debilitante. De acordo com Cope, pessoas com SRC relatam pior qualidade de vida do que pessoas com dor crônica nas costas, diabetes ou angina. Se a equipe puder descobrir se o microbioma das vias aéreas superiores e inferiores é o que liga a SRC e a asma, opções de tratamento mais eficazes podem estar disponíveis.

p "Sabemos que os metabólitos microbianos costumam interagir com o sistema imunológico. Este estudo nos ajudará a descobrir se esses metabólitos desencadeiam uma resposta inflamatória, "disse ela." Se descobrirmos que as doenças são de origem microbiana, que pode abrir caminho para a terapêutica baseada em microbioma. Idealmente, os tratamentos podem ter como alvo o microbioma das vias aéreas superiores (seios da face) -; que é muito mais fácil de alcançar do que os pulmões e muito mais tolerável para o paciente - para aliviar ambas as condições. "

Estudo em várias camadas projetado para estimular os alunos considerar carreiras em ciências biomédicas

p Financiado pelo subsídio do NIH, Lidar, Caporaso e vários alunos irão estudar os microbiomas dos seios da face e do pulmão em indivíduos saudáveis ​​e pacientes com SRC com e sem asma, usando sequenciamento de última geração e análise metabolômica. A equipe também estudará as respostas imunológicas em cada local das vias aéreas para determinar se existe uma correlação entre as mudanças no microbioma e a inflamação. Para entender como a microbiota respiratória alterada contribui para a inflamação, eles conduzirão experimentos de laboratório que expõem células imunes a metabólitos microbianos de pacientes com asma com SRC.

p "Estamos colaborando com médicos da Universidade da Califórnia em San Francisco que coletam amostras durante procedimentos cirúrgicos na forma de esfregaços de seio nasal e pulmão, "Cope disse." Todas as amostras serão analisadas em nosso laboratório na NAU.

p Um aluno de pós-graduação e pelo menos três alunos de graduação estarão envolvidos em todas as fases do projeto, incluindo viajar para a UCSF para acompanhar os médicos e observar a coleta de amostras. Cope será o mentor dos alunos no laboratório, e Caporaso orientará os alunos na análise bioinformática dos dados do microbioma.

p “Os alunos vão contribuir do início ao fim, "Cope disse." Seu envolvimento inclui a realização de trabalhos de laboratório, observar procedimentos clínicos e cirúrgicos, análise de dados e publicação de nossos achados. As múltiplas camadas deste projeto irão estimular nossos alunos a considerarem carreiras em ciências biomédicas e dar-lhes uma boa base para o que esperar. "

p O laboratório de Cope se concentra na microbiota humana (bactérias, fungos e vírus que habitam um local do corpo) em doenças crônicas das vias aéreas. CRS é o foco principal em seu laboratório.

p O laboratório Caporaso usa bioinformática aplicada com foco na pesquisa de microbioma, desenvolvimento de software e educação em bioinformática. Todo o software e conteúdo educacional desenvolvido no laboratório Caporaso é open source e está disponível gratuitamente para apoiar a ciência aberta e a educação.

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