Исследование определяет влияние воздействия антибиотиков на микробиом кишечника на здоровье скелета.

Микробы часто рассматриваются как патогены, вызывающие болезни, и антибиотики успешно используются для борьбы с этими чужеродными захватчиками. В реальности, картина более сложная. Большую часть времени мы живем в гармонии с нашей комменсальной кишечной микробиотой, который представляет собой совокупность микроорганизмов, колонизирующих здоровый кишечник. Комменсальные бактерии регулируют биологические функции хозяина, включая здоровье скелета. Исследователи из Медицинского университета Южной Каролины (MUSC), изучающие остеоиммунологию, интерфейс скелетной и иммунной систем, изучили влияние разрушения здорового микробиома кишечника с помощью антибиотиков на постпубертатное развитие скелета. Их результаты, опубликовано в Интернете 16 января, 2019 в Американский журнал патологии , показали, что разрушение микробиоты кишечника антибиотиками вызывает провоспалительную реакцию, которая приводит к повышению активности остеокластов.

«В этом отчете антибиотики рассматриваются как критический экзогенный модулятор остеоиммунного ответа кишечной микробиоты во время постпубертатного развития скелета, "говорит Чад М. Новинце, D.D.S., Кандидат наук., доцент медицинских и стоматологических медицинских колледжей, изучающий влияние микробиома на остеоиммунологию и развитие скелета. "Люди доказали, что антибиотики нарушают микробиоту, но это первое известное исследование, в котором оценивается, как это влияет на иммунные клетки, которые регулируют костные клетки и общий скелетный фенотип. Эта работа объединяет всю историю ".

Постпубертатная фаза развития - это критическое окно пластичности, которое поддерживает накопление примерно 40 процентов нашей пиковой костной массы. Недавние исследования лаборатории Novince и других показали, что микробиота кишечника способствует здоровью скелета. Чтобы определить влияние воздействия антибиотиков на микробиоту кишечника на постпубертатное развитие скелета, Новинс работал с членами команды MUSC и лечил мышей коктейлем из трех антибиотиков. В сотрудничестве с ученым-микробиомом Александром В. Алексеенко, Кандидат наук., доцент Центра биомедицинской информатики и директор-основатель программы MUSC по исследованию микробиома человека, они смогли показать, что лечение антибиотиками привело к серьезным изменениям в микробиоте кишечника, приводящие к специфическим изменениям в больших группах бактерий.

"Наличие доктора Алексеенко в команде - это уникальная сила, "говорит Новинце.

После разрушения микробиоты антибиотиками, Лаборатория Новинце проверила целостность скелетной системы. Изменения микробиоты, вызванные антибиотиками, мало повлияли на кортикальный слой кости; тем не мение, произошли значительные изменения губчатой ​​кости, тип кости, который подвергается высокому уровню костного метаболизма. Хотя в предыдущей работе изучалась плотность костных клеток во всем скелете после лечения антибиотиками, эта работа была сосредоточена на клеточных деталях, лежащих в основе поддержания костей. Костный метаболизм контролируется балансом клеток, резорбирующих кость (остеокласт), и клеток, строящих кость (остеобласты). Интересно, остеобластов изменений не было, а количество клеток остеокластов, размер и активность были увеличены.

Чтобы определить, что вызвало повышение активности остеокластов, Лаборатория Novince оценила уровни нескольких сигнальных молекул остеокластов. Они обнаружили, что уровни проостеокластических сигнальных молекул были увеличены в кровообращении у животных, леченных антибиотиками, предполагая, что повышенная активность остеокластов является результатом специфического иммунного ответа на изменение микробиоты.

Следующим важным вопросом было то, как антибиотики влияют на иммунные клетки в среде костного мозга.

«Наше исследование действительно способно погрузиться в конкретные механизмы адаптивных и врожденных иммунных клеток в среде костного мозга, чтобы показать, что существует влияние на костные клетки, "говорит Джессика Д. Хэтэуэй-Шрейдер, Кандидат наук., постдокторант и первый автор этого исследования.

Исследование популяций иммунных клеток в костном мозге неожиданно выявило значительное увеличение количества миелоидных супрессорных клеток (MDSC) у животных, леченных антибиотиками. Известно, что MDSC регулируют врожденный и адаптивный иммунный ответ при различных заболеваниях, но не были тщательно изучены в области здравоохранения. Кроме того, Презентация и процессинг антигена в костном мозге подавлялись после лечения антибиотиками.

В итоге, Группа Новинса показала, что разрушение микробиоты кишечника антибиотиками нарушает регуляцию связи между иммунными и костными клетками. В то время как в текущем исследовании использовался коктейль антибиотиков широкого спектра действия, предназначенный для серьезного нарушения состава кишечных бактерий, результаты требуют дальнейшего изучения. Будущие исследования нацелены на включение режима антибиотиков, который лучше подходит для лечения людей антибиотиками. Эти исследования могут привести к клиническим испытаниям, направленным на определение воздействия конкретных антибиотиков на микробиом кишечника. Это исследование поддержит разработку неинвазивных терапевтических вмешательств в микробиом, предназначенных для предотвращения и лечения разрушения скелета.

• Бедфонт назначает доктора Джафара Джафари первым членом Медицинского консультативного совета по гастролизе…
• Ученые сделали еще один шаг в понимании бактерий, вызывающих эпидемию сальмонеллы