Novi model za pozno začeto sepso raziskuje možne načine zdravljenja neonatalne okužbe

Izredno nedonošenčki so v nevarnosti za življenjsko nevarne okužbe, ki se iz črevesja razširijo v njihova telesa. Okužbe po prvih treh dneh življenja imenujemo pozno začeta sepsa, ali LOS.

Raziskovalci Univerze v Alabami v Birminghamu zdaj poročajo o novem modelu LOS v članku v Zdravilo Nature e, in kažejo, da lahko pri motenju normalnega zorenja mikrobov v črevesju novorojeni mišji mladiči postanejo zelo dovzetni za LOS.

Poleg tega Ugotovili so, da lahko preprečijo smrtonosno okužbo, tako da mladičem pred izzivom z invazivno bakterijo Klebsiella pneumoniae dajo posebne zaščitne bakterije.

Naše ugotovitve ponujajo možnost racionalnega oblikovanja in testiranja učinkovitih probiotičnih terapij za zaščito nedonošenčkov v nevarnosti. Te študije potrjujejo klinične raziskave, ki kažejo, da je prekomerna rast ene vrste bakterij, imenovana neonatalna disbioza, pogosto pred razvojem LOS.

Naš model bi moral pomagati opredeliti mehanizme, s katerimi pionirske vrste razvijajočega se mikrobioma novorojenčkov preprečujejo -; ali ne uspejo preprečiti -; disbioza, ki je nagnjena k LOS. "

Jeffrey Singer, Doktor znanosti, in Casey Weaver, M.D., ustrezni avtorji

Njihovemu modelu pomaga dejstvo, da se črevesje novorojenega mladička po rojstvu še razvija, podobno še razvijajočemu se črevesju skrajno nedonošenčkov.

Na UAB, Singer je študentka mag. Program usposabljanja medicinskih znanstvenikov, in Weaver je profesorica medicinske odličnosti v patologiji Wyatt in Susan Haskell.

Bioluminiscenca

Raziskovalci UAB so dali virulentni sev K. pneumoniae, Kp-43816, v želodec mladičev.

Bakterije so imele bioluminiscenčni marker, ki je raziskovalcem omogočil uporabo slikovnega sistema, da bi videli, kje v črevesnem traktu bakterije rastejo pri živih živalih, nato pa izmerite invazivno širjenje mikrobov iz črevesja v preostali del telesa. Bioluminiscenčne bakterije pri živih živalih lahko vidimo skozi skoraj centimeter tkiva.

Z uporabo odmerka, ki je v 10 dneh povzročil 50 -odstotno smrtnost, raziskovalci so videli, da je do translokacije iz črevesja prišlo tam, kjer je bila kolonizacija Klebsiella najbolj gosta v črevesju. Vendar pa niso vsi mladiči z disbiozo razvili sepso, tako kot vsi nedonošenčki z disbiozo ne razvijejo LOS.

Ko je ekipa UAB dala isti odmerek avirulentnega seva K. pneumoniae, Kp-39, v želodec, je sledil zanimiv rezultat. Kp-39 ni povzročil smrtnosti pri mladičih, vendar se je tudi preselil iz črevesja v trebuh, in podobno kot Kp-43816, okužil je tudi jetra in mezenterij. Okužba s Kp-39 je bila odpravljena v naslednjih devetih dneh.

To je nakazovalo, da sta oba seva K. pneumoniae sposobna širjenja iz črevesja, vendar so razlike v očistku gostitelja s strani imunskega obrambnega sistema po translokaciji prispevale k različni virulenci teh sorodnih sevov.

Prav zares, ko je bil katerikoli sev injiciran neposredno v peritoneum -; izogibanje potrebi po translokaciji iz črevesja -; Kp-43816 je v enem dnevu povzročil 100-odstotno smrtnost, vendar Kp-39 ni povzročil smrtnosti pri mladičih in so ga očistili v enem tednu.

Raziskovalci so odkrili razlike v kapsuli, ki obdaja bakterije, kar je omogočilo, da se je Kp-43816 močneje upiral fagocitozi, ki očisti okužbo, od imunskih celic kot Kp-39.

"Predvsem, zato, medtem ko okužba Kp-43816 modelira LOS, "Singer in Weaver sta rekla, "Kp-39 omogoča sledenje disbiozi brez zmedenih učinkov sepse in smrtnosti."

Raziskovalci so nato ugotovili, da je sprememba mikrobioma mladičev spremenila dovzetnost za disbiozo in LOS.

Znano je, da ima normalni črevesni mikrobiom ključno vlogo pri omejevanju kolonizacije in širjenja patogena. Mladiči brez mikrobioma, vzgojen v razmerah brez kalčkov, so bili enakomerno dovzetni za Kp-43816 LOS.

Če pogledamo dalje, raziskovalci so jezove zdravili z dvema antibiotikoma en dan pred porodom in nekaj dni zatem, pred okužbo s Klebsiello.

Oba antibiotika se slabo absorbirata in verjetno se ne bosta prenesla na mladiče; vendar bi na različne načine spremenili materine črevesne mikrobiome, kar bi moralo spremeniti mikrobiom, ki ga mladiči pridobijo po rojstvu iz jezov.

Skupina UAB je ugotovila, da so mladiči mater, ki so prejeli gentamicin, izrazito bolj dovzetni za sepso, medtem ko so bili mladiči mater, ki so prejemali vankomicin, manj dovzetni za sepso, v primerjavi s kontrolami.

Ko so poskus antibiotika ponovili z uporabo avirulentnega Kp-39, umrljivosti ni bilo. Vendar pa mladiči, katerih matere so prejele vankomicin, so imele manj Kp-39, ali manj disbioze, v primerjavi s kontrolami; mladiči, katerih matere so prejele gentamicin, so pokazale več Kp-39, ali več disbioze, v primerjavi s kontrolami.

Zaščitne bakterije

Razlika?

Raziskovalci so ugotovili, da imajo mladiči vankomicin-jezov večjo količino bakterij Lactobacillus v črevesnem mikrobiomu, mladiči gentamicin-dams pa so imeli manjše količine Lactobacillus.

Tako prisotnost ali odsotnost laktobacilov je videti v korelaciji z odpornostjo ali občutljivostjo, oziroma do neonatalne disbioze in LOS.

Analiza DNK je pokazala, da med mladiči vankomicina prevladuje vrsta Lactobacillus murinus, medtem ko so bili mladiči gentamicina v veliki meri brez L. murinus.

Ugotovili so tudi, da je L. murinus občutljiv na gentamicin in odporen na vankomicin, nakazujejo, da je zdravljenje z gentamicinom ubilo to zaščitno vrsto v jezovih, s čimer se prepreči njegov prehod do mladičev po navpičnem prenosu.

Ko je bila vrsta L. murinus profilaktično dana mladičem gentamicina pred izzivom Klebsiella, je dramatično zmanjšal zaraščanje Kp-39 v primerjavi s kontrolami.

Skozi drugo vrsto poskusov, raziskovalci so ugotovili, da je sev probiotika E. coli lahko zagotovil zaščito tudi pri mladičih gentamicina. Ta zaščita ni bila opažena pri več drugih pogosto uporabljenih probiotičnih vrstah Lactobacillus.

Raziskovalci so ugotovili tudi, da so mlajši mladiči, kot zelo nedonošenčki, imajo mikrobiome, v katerih prevladujejo bakterije, imenovane fakultativni anaerobi, ki lahko rastejo v prisotnosti ali odsotnosti kisika.

Ko so mladiči postajali starejši, njihovi mikrobiomi postajajo bolj podobni dojenčkom, ker v njih prevladujejo bakterije, imenovane obligatni anaerobi, ki dobro rastejo v odsotnosti kisika, vendar umrejo, če je kisik prisoten. Starejši mladiči, z zrelim mikrobiomom, v katerem prevladujejo obvezni anaerobi, so bili odporni na neonatalno disbiozo.

Izkazalo se je, da prisotnost kisika v črevesnih lumnih novorojenčkov preprečuje kolonizacijo z obveznimi anaerobi. Raziskovalci UAB so domnevali, da bi to lahko pojasnilo, zakaj je disbioza pogostejša pri dojenčkih z zelo nizko porodno težo.

"Naše ugotovitve kažejo, da so normalne sestavine mikrobioma potrebne in zadostne za preprečevanje širjenja patobiontov v črevesju novorojenčkov, da se prepreči LOS, "Rekla sta Singer in Weaver." Poleg tega sta podlaga za razumevanje, zakaj so nekateri probiotiki zaščitni, medtem ko drugi niso. To ima lahko pomembne posledice za klinično prakso, kjer lahko uporaba materinih in novorojenčkov z antibiotiki spremeni neonatalni mikrobiom, in kjer dojenčki z zelo nizko porodno težo dobivajo probiotike brez jasnih dokazov o prednostnih vrstah probiotikov. "

• Novo človeško debelo črevo na čipu omogoča in vitro študijo fiziologije sluzi
• Ljudje, ki jedo bušasto meso, so lahko v nevarnosti, da zbolijo za življenje nevarne bolezni