Гут-бактерии могут влиять на то, выживают ли младенцы при инфекциях пищеварительной системы, предлагают новые исследования с мышами.
Сотни тысяч детей во всем мире умирают каждый год от инфекций, которые разрушают их пищеварительные системы, в том числе вызванных сальмонеллой и E. палочки бактерии. Миллионы детей болеют.
Бактерии клостридии обеспечивают защиту животных от инфекции, в дополнение к помощи перевариванию пищи. Но данные показывают, что у самых молодых новорожденных мышей нет клостридии тем не менее, делая их наиболее уязвимыми для вторгающихся бактерий, подобных тем, которые поражают так много человеческих младенцев.
Выводы, опубликованные в Наука, может указывать на новые подходы к защите человеческих детей.
«Любой родитель знает, что новорожденные очень восприимчивы к инфекциям в первый год жизни, включая кишечные или кишечные инфекции», - говорит Габриэль Нуньес, старший автор исследования и профессор патологии Медицинской школы Мичиганского университета. «Эта работа предполагает, что отсутствие защитных бактерий в кишечной микробиоте является механизмом этой восприимчивости, возможно, больше, чем возраст иммунной системы».
Мыши без микробов
Нуньес и его коллеги, в том числе соавторы первых авторов и научных сотрудников Юнь-Ги Кима и Кей Сакамото, начали с чистого листа: мышей, разведенных в среде, свободной от зародышей.
Без естественных кишечных бактерий у мышей была уникальная возможность увидеть эффекты пересаженных микробов у обычных мышей разного возраста и проверить уязвимость к инфекции. Исследователи также использовали современные методы анализа ДНК для определения типов и количества бактерий в кистях мыши.
Суть: где-то в период вокруг отлучения мышей от материнского молока на твердую пищу, клостридии бактерии начинают расти в кишечнике и работают, чтобы предотвратить рост двух форм болезнетворных бактерий.
Исследовательская группа использовала как новорожденных, так и взрослых безмолекулярных мышей и образцы кишечных микробов, взятых из экскрементов обычных животных мыши 4-day, 12-day и 16-day-old для экспериментов.
Они обнаружили, что образцы у старых нормальных мышей имели наибольшее разнообразие микробов кишечника, включая клостридии и Bacteroides бактерии, которые не видели у молодых мышей, которые все еще получали свое питание полностью из материнского молока.
Во-первых, исследователи предоставили безвирусным мышам пересадку бактерий из 4-дневных или 16-дневных обычных мышей, а затем подвергли их воздействию штамма сальмонеллы, который может инфицировать кишечник, но не распространяться по всей стране. Половина мышей, получивших 4-дневные микробы, умерла, но ни один из тех, у кого не было 16-дневных микробов.
Они попробовали это снова с Citrobacter rodentium, штамм бактерий, подобный E. палочки штаммы, которые заставляют людей болеть. Беспомощные мыши с пересаженными четырехдневными микробами заболели, и многие погибли. Но когда исследователи добавили бактерии у обычных мышей 16-day, количество C. rodentium в муках выживших мышей.
Затем исследователи посмотрели, что случилось с безмозговыми мышами, которым были даны микробы новорожденных мышей, но с дополнительными дозами либо клостридии or Bacteroides добавляли бактерии. Они подвергали группы этих мышей воздействию C. rodentium и обнаружили, что только мыши клостридии смогли противостоять инфекциям. Через неделю 90 процент мышей, которые получили дополнительные клостридии, затем сальмонеллы, были еще живы, по сравнению с 50 процентом тех, кто его не получил.
Так как E. палочки и сальмонеллы также влияют на взрослых, исследователи проверяют, что произошло, когда нормальным взрослым мышам был дан ванкомицин, антибиотик, который избирательно убивает такие бактерии, как клостридии и Bacteroides. Оба C. rodentium и сальмонелла процветала в этих условиях.
Добавлена защита
Чтобы узнать, какую роль играет иммунная система организма в борьбе с инфекцией по сравнению с кишечными микробами, команда также изучила два штамма мышей с ослабленной иммунной системой. Поднятые в среде без зародышеобразования, а затем при пересадке кишечных микробов из обычной четырехчасовой мыши мышей все еще могли противостоять инфекции сальмонеллы без какой-либо помощи от их иммунной системы, но только тогда, когда они получали дозу добавленных клостридии первый.
Наконец, исследователи рассмотрели влияние добавления сукцината - соли, которую кислородно-любящие бактерии в кишечнике производят в качестве побочного продукта - в питьевую воду безвирусных мышей с четырехдневными микробами, которые получили дополнительные клостридии.
Эти мыши более успешно боролись с инфекцией сальмонеллы, предполагая, что анаэробные клостридии кормить отходы аэробных бактерий, которые процветают в кишках новорожденных.
Нуньес и его коллеги работают над дальнейшим исследованием роли клостридии в защите от инфекций кишечника. Они хотят определить, какие штаммы клостридии- и есть много - имеют наибольший эффект.
Они также рассматривают роль материнского молока в создании микробиома кишечника новорожденного и передают защиту от инфекции, а также переход на твердую пищу, которая может переносить микробы в кишечник новорожденного из внешнего мира. И они хотят проверить, защищают ли другие компоненты микробиома от других патогенов.
«Обычно мы приобретаем клостридии штаммы в наших кишках, когда мы начинаем есть твердые тела, но эта работа предлагает окно уязвимости к кишечным патогенам на ранних этапах жизни », - говорит Нуньес.
Он говорит, что если защитная роль добавлена клостридии для новорожденных в последующих исследованиях на животных, возможно, будет предложено клиническое испытание у людей для проверки комбинации штаммов.
Нуньес, Ким, Сакамото и их коллеги из Мичиганского университета, Чикагского университета и университетов Японии и Кореи провели эту работу, используя финансирование от Национального института здоровья.
Источник: Мичиганский университет
Книги по этой теме
at Внутренний рынок самовыражения и Amazon
