"Denna rapport introducerar antibiotika som en kritisk exogen modulator av tarmmikrobiota osteoimmunrespons under post-pubertal skelettutveckling, säger Chad M. Novince, D.D.S., Ph.D., biträdande professor i både Colleges of Medicine och Dental Medicine som studerar mikrobiomets inverkan på osteoimmunologi och skelettutveckling. "Människor har visat att antibiotika stör mikrobiota, men detta är den första kända studien som utvärderar hur det har nedströms effekter på immunceller som reglerar benceller och den totala skelettfenotypen. Detta arbete sammanför hela historien. "
Utvecklingsfasen efter puberteten är ett kritiskt fönster av plasticitet som stöder ackumulering av cirka 40 procent av vår maximala benmassa. Nyligen utfört arbete av Novince lab och andra har visat att tarmmikrobioten bidrar till skeletthälsan. För att bestämma effekten av antibiotisk störning av tarmmikrobioten i skelettutveckling efter puberteten, Novince arbetade med teammedlemmar på MUSC och behandlade möss med en cocktail av tre antibiotika. I samarbete med mikrobiomforskaren Alexander V. Alekseyenko, Ph.D., docent i Biomedical Informatics Center och grundande chef för MUSC Program for Human Microbiome Research, de kunde visa att antibiotikabehandling ledde till stora förändringar i tarmmikrobioten, vilket resulterar i specifika förändringar av stora grupper av bakterier.
"Att ha Dr Alekseyenko som en del av teamet är en unik styrka, säger Novince.
Efter antibiotikastörning av mikrobiota, Novince -labbet undersökte skelettsystemets integritet. Antibiotikainducerade förändringar i mikrobiota hade liten inverkan på kortikalt ben; dock, det skedde betydande förändringar i det trabekulära benet, den typ av ben som genomgår höga hastigheter av benmetabolism. Medan tidigare arbete tittade på bencellstäthet i hela skelettet vid antibiotikabehandling, detta arbete fokuserade på de celldetaljer som ligger till grund för benunderhåll. Benmetabolism styrs genom en balans mellan benresorberande (osteoklast) och benbyggande (osteoblast) celler. Intressant, det fanns inga förändringar av osteoblasterna, medan osteoklastcellnummer, storlek och aktivitet ökade.
För att avgöra vad som orsakade ökad osteoklastaktivitet, Novince -labbet utvärderade nivåerna av flera osteoklast -signalmolekyler. De fann att nivåerna av pro-osteoklastiska signalmolekyler ökade i cirkulationen av antibiotikabehandlade djur, vilket tyder på att ökad osteoklastaktivitet är resultatet av ett specifikt immunsvar mot en förändring i mikrobiota.
Nästa stora fråga var hur antibiotika påverkar immunceller i benmärgsmiljön.
"Vår studie kan faktiskt dyka in i specifika adaptiva och medfödda immuncellmekanismer i benmärgsmiljön för att visa att det har en effekt på bencellerna, säger Jessica D. Hathaway-Schrader, Ph.D., postdoktor och första författare till denna studie.
Undersökning av immuncellpopulationer i benmärgen avslöjade överraskande en signifikant ökning av myeloid-härledda suppressorceller (MDSC) hos antibiotikabehandlade djur. MDSC är kända för att reglera det medfödda och adaptiva immunsvaret under olika sjukdomar, men har inte studerats omfattande inom hälsa. Dessutom, antigenpresentation och bearbetning undertrycktes i benmärgen vid antibiotikabehandling.
Sammanfattningsvis, Novinces grupp har visat att antibiotikastörningar i tarmmikrobioten dysregulerar kommunikationen mellan immunceller och benceller. Medan den aktuella studien använde en bredspektrum antibiotisk cocktail avsedd att grovt störa tarmbakteriernas sammansättning, resultaten berättigar till ytterligare utredning. Framtida studier syftar till att införliva en antibiotikabehandling som bättre översätts till behandlingar för mänskliga antibiotika. Dessa studier kan leda till kliniska prövningar som syftar till att definiera effekten av specifika antibiotika på tarmmikrobiomet. Denna forskning skulle stödja utveckling av icke-invasiva terapeutiska ingrepp i mikrobiomet avsett att förebygga och behandla skelettförsämring.
Tester som används för GERD -diagnos
Matematisk modell avslöjar risken för SARS-CoV-2-infektion efter fekal mikrobiotatransplantation
Vanlig svamp som finns på huden kan orsaka inflammatorisk tarmsjukdom
Är coronavirus spridit genom avföring?
Forskning säger i SARS-CoV-2 hundinfektion,
Tarmmikrobiom kopplat till beteendeproblem hos barn
Kost med låga fermenterade kolhydrater förbättrar livskvaliteten för patienter med IBD
En ny studie av forskare vid Kings College London har funnit att en diet med låga fermenterade kolhydrater förbättrade tarmsymtom och hälsorelaterad livskvalitet bland patienter med inflammatorisk tar
Tarmbakterier kan förutsäga risken för pulmonell hypertoni
Ett team av forskare har funnit att mikrofloran av bakterier i människans tarm kan bidra till utvecklingen av pulmonell arteriell hypertoni (PAH). Studien med titeln, Ändrad tarmmikrobiomprofil hos pa
Parkinsons sjukdom kan förebyggas av tarmmikrober
En vanlig tarmorganism som hjälper oss att smälta maten bättre kan också vara ett kraftfullt instrument för att förebygga eller vända symptomen på Parkinsons sjukdom (PD), enligt en ny studie. Förändr