Unbeabsichtigte Nebenwirkungen: Antibiotika Störungen des Darm microbiome dysregulates Skelett-Gesundheit

Mikroben sind Häufig Krankheitserreger, die Krankheiten verursachen und mit Antibiotika erfolgreich eingesetzt wurden, um sich gegen diese fremden Eindringlinge. In Wirklichkeit, das Bild ist komplexer. Die meiste Zeit Leben wir in Harmonie mit unserer Kommensale Darm-mikrobiota, die die Sammlung von Mikroorganismen besiedeln den gesunden Darm. Kommensale Bakterien regulieren host biologischen Funktionen, einschließlich Skelett-Gesundheit. Forscher an der Medical University of South Carolina (MUSC) Studium osteoimmunology, die Schnittstelle des Skelett-und Immunsystem, untersucht haben, die Auswirkungen der Störung der gesunden Darm microbiome mit Antibiotika auf die post-pubertäre Entwicklung des Skeletts. Ihre Ergebnisse, online veröffentlicht am Januar 16, 2019 die im American Journal of Pathologyzeigte, dass die Antibiotika Störung der Darm-mikrobiota induziert eine pro-entzündliche Reaktion, die führte zu einer erhöhten Aktivität der Osteoklasten.

„Dieser Bericht führt die Antibiotika als eine kritische, exogene modulator der Darm-mikrobiota osteoimmune Reaktion während des post-pubertäre Entwicklung des Skeletts“, sagt Chad M. Novince, D. D. S., Ph. D., assistant professor in beiden Schulen der Medizin und Zahnmedizin studiert, die Auswirkungen der mikrobiom auf osteoimmunology-und Skelett-Entwicklung. „Die Menschen haben gezeigt, dass Antibiotika stören die Darmflora, aber dies ist die erste bekannte Studie zur Evaluierung how, die downstream-Effekte auf Immunzellen, die regulieren, Knochen-Zellen und der gesamte Skelett-Phänotyp. Diese Arbeit bringt die ganze Geschichte zusammen.“

Die post-pubertären phase der Entwicklung ist ein kritisches Fenster der Plastizität, unterstützt den Zuwachs von rund 40 Prozent unserer peak-bone-mass. Die jüngsten arbeiten, die von der Novince Labor und andere haben gezeigt, dass die Darm-mikrobiota trägt zu Skelett-Gesundheit. Zur Ermittlung der Auswirkungen von Antibiotika gestörte Darm-mikrobiota in post-pubertäre Entwicklung des Skeletts, Novince arbeitete mit team-Mitglieder bei der MUSC und behandelten Mäusen mit einem cocktail aus drei Antibiotika. In Zusammenarbeit mit mikrobiom-Wissenschaftler Alexander V. Alekseyenko, Ph. D., associate professor in der Biomedizinischen informatik Center und Gründer und Leiter des MUSC-Programm für Menschliche Mikrobiom-Forschung, konnten Sie zeigen, dass die antibiotische Behandlung führte zu großen Veränderungen in der Darm-mikrobiota, was bestimmte änderungen, um große Gruppen von Bakterien.

„Mit Dr. Alekseyenko als Teil des Teams zu sein ist ein einmalige Stärke“, sagt Novince.

Folgende Antibiotika Störungen der mikrobiota, die Novince lab untersucht die Integrität des Skelett-Systems. Die Antibiotika-induzierte Veränderungen in der mikrobiota hatte wenig Einfluss auf den kortikalen Knochen; allerdings gab es erhebliche änderungen an den trabekulären Knochen, die Art der Knochen, der erfährt hohe raten von Knochen-Stoffwechsel. Während die bisherigen arbeiten angeschaut Knochen Zelldichte im gesamten Skelett auf Antibiotika-Behandlung, diese Arbeit konzentriert sich auf die zellulären details, die den darunter liegenden Knochen Wartung. Knochenstoffwechsel gesteuert wird durch ein Gleichgewicht der Knochen-Resorption und Verwertung (Osteoklasten) und Knochen-Gebäude (Osteoblasten) Zellen. Interessanterweise gab es keine Veränderungen der Osteoblasten, während Osteoklasten Zelle Anzahl, Größe und Aktivität waren erhöht.

Um zu bestimmen, was die Ursache Osteoklasten-Aktivität zu erhöhen, die Novince Labor bewerteten die Niveaus einiger Osteoklasten signalstoffe. Sie fanden, dass das Niveau der pro-Osteoklasten-signaling-Molekülen erhöht, die Durchblutung von Antibiotika-behandelten Tieren, was darauf hindeutet, dass eine erhöhte Osteoklasten-Aktivität ist das Ergebnis einer spezifischen immun-Antwort auf eine änderung in der mikrobiota.

Die nächste große Frage war, wie Antibiotika, die Wirkung von Immunzellen im Knochenmark Umgebung.

„Unsere Studie ist tatsächlich in der Lage, Tauchen Sie ein in spezifischen, adaptiven und angeborenen Immunsystems, die Mechanismen des Zelltods im Knochenmark Umwelt zu zeigen, dass es eine Wirkung auf die Knochen-Zellen“, sagt Jessica D. Hathaway-Schrader, Ph. D., ein Postdoc-Forscher und ersten Autor auf der Studie.

Prüfung von immun-Zell-Populationen im Knochenmark überraschend zeigte einen signifikanten Anstieg der myeloischen abgeleitete suppressor Zellen (MDSCs) der Antibiotika-behandelten Tiere. MDSCs sind dafür bekannt, regulieren die angeborene und adaptive Immunantwort bei verschiedenen Krankheiten, aber haben nicht ausgiebig studiert, in der Gesundheit. Zusätzlich, antigen-Präsentation und-Prozessierung wurden unterdrückt im Knochenmark nach Behandlung mit Antibiotika.

In Zusammenfassung, Novince Gruppe hat gezeigt, dass die Antibiotika Störung der Darm-mikrobiota dysregulates die Kommunikation zwischen Immunzellen und Knochenzellen. Während die aktuelle Studie nutzte eine Breitspektrum-Antibiotika-cocktail soll grob stören die Zusammensetzung der Darmbakterien, die Ergebnisse rechtfertigen weitere Untersuchungen. Zukünftige Studien Zielen auf die Einbeziehung einer Antibiotika-Therapie, die besser übersetzt human-Antibiotika-Behandlungen. Diese Studien könnten dazu führen, klinische Studien zur Festlegung der Wirkung von bestimmten Antibiotika auf die Darm microbiome. Diese Forschung unterstützt die Entwicklung von nicht-invasive therapeutische Interventionen in der mikrobiom-dient der Vorbeugung und Behandlung von Skelett-Verschlechterung.