Protein som finns i möss immunsystem kan skydda spädbarn från nekrotiserande enterokolit

Tarmsjukdomen nekrotiserande enterocolit är en ledande dödsorsak bland för tidigt födda barn födda i USA och över hela världen. Kännetecknas av överdriven inflammation som kan orsaka vävnadsförfall i tarmarna, sjukdomen utgör en väg för infektiösa och dödliga bakterier att komma in i blodomloppet.

Trots fyra decenniers forskning, effektiva behandlingar förblir svårfångade, och dödligheten hos spädbarn som utvecklar sjukdomen har i stort sett varit oförändrad, svävar på cirka 30%.

Nu, en studie som leds av forskare vid Washington University School of Medicine i St.Louis har identifierat, hos möss, ett protein i immunsystemet som kan skydda spädbarn från nekrotiserande enterocolit (NEC) och leda till utveckling av nya behandlingar.

Resultaten publiceras online den 15 juni Cell Reports Medicine .

Nekrotiserande enterokolit är en allvarlig, snabbverkande tillstånd som kan leda till döden inom några timmar. Vi vet inte varför NEC händer, och vi kan försöka behandla det med antibiotika och kirurgiskt avlägsnande av den döda vävnaden; dock, i allvarliga fall, många barn kommer fortfarande att dö. Inga behandlingar hindrar sjukdomen från att utvecklas, men vår förhoppning är att proteinet vi har identifierat kommer att förändra det. "

Dimmigt bra, MD, Studera Seniorförfattare och assisterande professor i pediatri, Avdelningen för nyfödd medicin, Washington University i St. Louis

Forskarna fokuserade på Interleukin-22 (IL-22), ett protein som reglerar immunsvaret och hjälper till att upprätthålla ett friskt tarmmikrobiom hos vuxna.

Över åren, forskning har föreslagit att IL-22 har en avgörande roll vid vuxna mag-tarmsjukdomar. Följaktligen, potentiella behandlingar som involverar IL-22 studeras vid COVID-19-sjukdom, alkoholinducerad leversjukdom, och transplantat-mot-värd-sjukdom som utvecklas efter organtransplantationer eller benmärgstransplantationer. Dock, IL-22:s roll i nyfödda tarmar har varit oklar.

För att bättre förstå proteinets roll, forskarna skapade en musmodell för att undersöka IL-22-signalering och produktion i friska tarmar och tarmar som skadats av NEC. De analyserade IL-22-nivåerna före och efter födseln och i vuxen ålder, som för möss börjar när de avvänjas, cirka 28 dagar gammal. I både friska och sjuka tarmar, forskarna dokumenterade låg postnatal IL-22-produktion fram till dag 21, när produktionen sköt i höjden för mössen och fortsatte in i vuxen ålder.

Forskarna studerade också vävnadsprover från preemier som gjorde och inte utvecklade NEC. Forskarna hittade låga halter av IL-22 i alla tarmprover. Och hos barnen som hade utvecklat NEC, ett lämpligt immunsvar hade inte monterats i tarmarna.

"Immunceller i den neonatala tarmen har visat en oförmåga att producera tillräckliga mängder IL-22 för att kontrollera utvecklingen av NEC, "sa bra, som behandlar patienter på St. Louis barnsjukhus och är också medprogramdirektör för universitetets Neonatal-Perinatal Medicine Fellowship. Som medlem i det vetenskapliga rådgivande rådet för Necrotizing Enterocolitis Society, Good har lett en insats med sju vårdcentraler som har utvecklat ett stort bioförråd av prover från spädbarn som drabbats av NEC.

Bra antog att omogna tarmar är förknippade med brist på IL-22-produktion, en teori som stärks av det faktum att för tidigt födda barn som väger mindre än 5 gram är störst i riskzonen för NEC. Vanligtvis, ju mer för tidigt ett barn är, ju lägre barnets vikt och desto mer outvecklad är ett barns gastrointestinala immunsystem. Skadliga bakterier kan komma över tarmbarriären och aktivera immunsystemet. Och eftersom immunsystemet hos preemier inte är fullt utvecklat, det leder till ett överdrivet inflammatoriskt svar som kan leda till vävnadsdöd.

Forskarnas resultat av låga nivåer av IL-22 i neonatala vävnader ledde till deras nästa steg:att injicera mössen med IL-22. Proteinet hjälper till att kontrollera inflammation samtidigt som det främjar regenerering av tätt packade celler som täcker tarmarna. IL-22 kan hjälpa till att stärka tarmväggarna, skapa en barriär i tarmen som möjliggör absorption av näringsämnen och samtidigt förhindra att giftiga eller på annat sätt fientliga mikroorganismer tränger in i blodomloppet.

"Intressant, vårt arbete visade att behandling med IL-22, hos möss, skyddar den nyfödda tarmen mot skador orsakade av NEC, "Bra sagt." Vår studie representerar ett betydande framsteg i förståelsen av IL-22:s roll i tidiga liv och sätter scenen för nya sätt att behandla NEC i framtiden. "

• Studien banar väg för utveckling av nya läkemedel mot C. difficile -infektion
• Att återställa barnets exponering för nyttiga bakterier vid födseln normaliserar mikrobiomutvecklingen