"To poročilo predstavlja antibiotike kot kritični eksogeni modulator osteoimunskega odziva črevesne mikrobiote med post-pubertetnim razvojem okostja, "pravi Chad M. Novince, D.D.S., Doktor znanosti, docent na Medicinski fakulteti in Dentalni medicini, ki preučuje vpliv mikrobioma na osteoimunologijo in razvoj okostja. "Ljudje so pokazali, da antibiotiki motijo mikrobioto, vendar je to prva znana študija, ki ocenjuje, kako to vpliva na imunske celice, ki uravnavajo kostne celice, in celoten skeletni fenotip. To delo združuje celotno zgodbo. "
Faza razvoja po puberteti je kritično okno plastičnosti, ki podpira kopičenje približno 40 odstotkov naše največje kostne mase. Nedavno delo laboratorija Novince in drugih je pokazalo, da črevesna mikrobiota prispeva k zdravju okostja. Za določitev vpliva antibiotične motnje črevesne mikrobiote na post-pubertetni skeletni razvoj, Novince je sodeloval z člani ekipe na MUSC in miši zdravil s koktajlom treh antibiotikov. V sodelovanju z znanstvenikom za mikrobiome Aleksandrom V. Aleksejenkom, Doktor znanosti, izredni profesor v Centru za biomedicinsko informatiko in ustanovni direktor programa MUSC za raziskave človeških mikrobiomov, lahko so pokazali, da je zdravljenje z antibiotiki povzročilo velike spremembe v črevesni mikrobioti, kar ima za posledico posebne spremembe pri velikih skupinah bakterij.
"To, da je dr. Alekseyenko del ekipe, je edinstvena moč, "pravi Novince.
Po motenju mikrobiote z antibiotiki, laboratorij Novince je pregledal celovitost skeletnega sistema. Spremembe mikrobiote, ki jih povzročajo antibiotiki, so imele majhen vpliv na kortikalno kost; vendar pri trabekularni kosti je prišlo do pomembnih sprememb, vrsta kosti, ki ima visoko stopnjo presnove kosti. Medtem ko so prejšnja dela obravnavala gostoto kostnih celic v celotnem okostju po zdravljenju z antibiotiki, to delo se je osredotočilo na celične podrobnosti, na katerih temelji vzdrževanje kosti. Presnovo kosti nadziramo z ravnovesjem celic, ki se resorbirajo (osteoklasti) in kosti (osteoblasti). Zanimivo je, pri osteoblastih ni bilo sprememb, število osteoklastnih celic, povečali velikost in aktivnost.
Če želite ugotoviti, kaj je povzročilo povečanje aktivnosti osteoklastov, laboratorij Novince je ocenil ravni več signalnih molekul osteoklastov. Ugotovili so, da se je raven pro-osteoklastičnih signalnih molekul povečala v obtoku živali, zdravljenih z antibiotiki, kar kaže, da je povečana aktivnost osteoklastov posledica specifičnega imunskega odziva na spremembo mikrobiote.
Naslednje pomembno vprašanje je bilo, kako antibiotiki vplivajo na imunske celice v okolju kostnega mozga.
"Naša študija se lahko dejansko poglobi v posebne prilagodljive in prirojene mehanizme imunskih celic v okolju kostnega mozga, da pokaže, da obstaja učinek na kostne celice, "pravi Jessica D. Hathaway-Schrader, Doktor znanosti, podoktorand in prvi avtor te študije.
Pregled imunskih celičnih populacij v kostnem mozgu je presenetljivo odkril znatno povečanje zaviralnih celic, pridobljenih iz mieloidov (MDSC) pri živalih, zdravljenih z antibiotiki. Znano je, da MDSC uravnavajo prirojen in prilagodljiv imunski odziv med različnimi boleznimi, vendar niso bili obsežno raziskani na področju zdravja. Poleg tega, Predstavitev in obdelava antigena sta bili v zdravljenju z antibiotiki zatirani v kostnem mozgu.
V povzetku, Novincenova skupina je pokazala, da antibiotična motnja črevesne mikrobiote moti komunikacijo med imunskimi celicami in kostnimi celicami. Medtem ko je trenutna študija uporabila širokokotni spekter antibiotikov, ki naj bi močno motil sestavo črevesnih bakterij, rezultati zahtevajo nadaljnjo preiskavo. Prihodnje študije so namenjene vključitvi režima antibiotikov, ki bolje prevaja zdravljenje z antibiotiki pri ljudeh. Te študije bi lahko vodile v klinična preskušanja, katerih cilj je opredeliti vpliv specifičnih antibiotikov na črevesni mikrobiom. Ta raziskava bi podprla razvoj neinvazivnih terapevtskih posegov v mikrobiom, namenjenih preprečevanju in zdravljenju propadanja okostja.