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Darmbakterien können Säuglinge vor einer Darminfektion schützen
Gastroenteritis ist eine der Haupttodesursachen bei Kindern unter 5 Jahren und führt jährlich zu 2,5 Millionen Todesfällen, wobei jüngere Kinder am meisten gefährdet sind. Neue Forschungen an Mäusen haben vielversprechende Beweise dafür erbracht, dass eine Art von Darmbakterien einen Schutz gegen die negativen Auswirkungen von Magen-Darm-Infektionen bei Säuglingen bieten kann.
Neue Erkenntnisse in Mäusen könnten den Weg für neue Ansätze zum Schutz von Säuglingen vor Magen-Darm-Infektionen bereiten.
Gastrointestinale Infektionen sind eine häufige Ursache für Durchfall und Erbrechen und werden durch Keime einschließlich Viren, Bakterien und Parasiten ausgelöst. Bakterien - wie z Salmonellen und Escherichia coli - sind Schätzungen zufolge für 10 bis 20 Prozent der Fälle von Gastroenteritis bei Kindern verantwortlich.
Die meisten Fälle von Salmonellen und E coli Die Infektion wird ohne Behandlung innerhalb von 4 bis 10 Tagen besser. Bei kleinen Kindern mit schwachem Immunsystem besteht jedoch ein größeres Risiko für Komplikationen, darunter Dehydrierung, Nierenversagen und sogar Tod.
Die University of Michigan Medical School erforschte Mäuse unterschiedlichen Alters, um festzustellen, ob die Darmbakterien Clostridien möglicherweise eine Rolle beim Schutz der Mäuse vor den lebensbedrohlichen Folgen von Salmonellen und E coli. Die Ergebnisse könnten zu neuen Ansätzen führen, um menschliche Säuglinge vor gastrointestinalen Infektionen zu schützen. Die Ergebnisse der Forscher wurden in veröffentlicht Wissenschaft.
"Jeder Elternteil weiß, dass Neugeborene im ersten Lebensjahr sehr anfällig für Infektionen sind, einschließlich Darm- oder Darminfektionen", sagt Gabriel Nunez, Seniorautor der Universität und Pathologieprofessor an der University of Michigan. "Diese Arbeit legt nahe, dass der Mangel an schützenden Bakterien in der Darm-Mikrobiota ein Mechanismus für diese Anfälligkeit ist, vielleicht mehr als das Alter des Immunsystems."
Clostridien sind eine Gruppe von mehr als 100 Arten von harmlosen Bakterien, die im Darm wachsen. Die Forschung zeigt das an Clostridien fehlt bei neugeborenen Mäusen, beginnt aber erst Tage später zu wachsen. Die Abwesenheit von Clostridien macht junge Mäuse anfällig für eindringende Bakterien, die den Erregern ähnlich sind, die menschliche Babys infizieren.
Mit dem Wissen, dass neugeborene Mäuse keine natürlichen Darmbakterien haben, sahen die Forscher eine Möglichkeit zu beobachten, wie Darmbakterienmikroben von Mäusen unterschiedlichen Alters die Anfälligkeit von Neugeborenen für Infektionen beeinflussen, wenn sie in ihre Eingeweide transplantiert werden.
Fortgeschrittene DNA-Analysetechniken wurden verwendet, um die Arten zu detektieren und die Mengen an Bakterien in den Eingeweiden der Mäuse zu messen.
Clostridia reduziert schädliche Bakterien, verringert das Risiko des Todes
Nunez und seine Kollegen verwendeten neugeborene und erwachsene keimfreie Mäuse, um eine Reihe von Experimenten durchzuführen. Gutmikrobenproben wurden aus dem Kot von 4 Tage alten, 12 Tage alten und 16 Tage alten normalen Mäusen extrahiert.
Das Team fand heraus, dass die 16 Tage alten Mäuse das vielfältigste Spektrum an Darmmikroben aufwiesen Clostridien und Bacteroides Bakterien - die bei den jüngeren Mäusen, die noch ihre gesamte Ernährung aus der Muttermilch erhielten, nicht beobachtet wurden.
Keimfreie Mäuse erhielten eine Transplantation von Bakterien von entweder 4 Tage alten oder 16 Tage alten normalen Mäusen. Sie wurden dann einer Belastung von. Ausgesetzt Salmonellen das würde nur den Darm infizieren. Von den Mäusen, die die 4 Tage alten Mikroben erhielten, starb die Hälfte von ihnen. Keine der Mäuse, die die 16 Tage alten Mikroben erhielten, starben jedoch.
Als nächstes versuchten die Ermittler das gleiche Experiment mit Citrobacter Rodentium - eine Bakterienstamm ähnlich der E coli Stämme, die Menschen betreffen. Viele der Mäuse, die die 4 Tage alten Mikroben erhielten, starben. Die überlebenden Mäuse wurden dann mit den 16 Tage alten Mikroben transplantiert, wodurch die Menge an Bakterien schnell abnahm C. Rodentium in ihren Eingeweiden.
Die Forscher wollten anschließend herausfinden, was passieren würde, wenn keimfreie Mäuse die Mikroben von einer neugeborenen Maus erhielten, die aber zusätzliche Dosen von beiden enthielten Clostridien oder Bacteroides Bakterien. Wenn die Gruppen von Mäusen ausgesetzt wurden C. Rodentium, nur die Mäuse, die erhalten hatten Clostridien konnten der Infektion widerstehen.
In ähnlicher Weise erhielten 90 Prozent der Mäuse, die erhalten wurden Clostridien lebten noch eine Woche später und nachdem sie ausgesetzt worden waren Salmonellen, verglichen mit denen, die nicht erhalten hatten Clostridien.
Salmonellen und E coli Sie betreffen auch Erwachsene, allerdings in einem viel geringeren Ausmaß, so dass die Forscher beschlossen haben, die Konsequenzen der Verabreichung von Vancomycin - einem Antibiotikum, das zerstört - zu bewerten Clostridien und Bacteroides - für erwachsene Mäuse. Das Salmonellen und C. Rodentium gediehen in dieser geschwächten Darmumgebung.
Schutz vor Infektion signifikant erhöht durch Zugabe von Succinat
Nunez und Mitarbeiter verglichen auch die Rolle des körpereigenen Immunsystems und Darmmikroben bei der Bekämpfung von Infektionen. Sie haben dies erreicht, indem sie Mäuse mit beeinträchtigtem Immunsystem untersucht haben. Die Mäuse erhielten 4 Tage alte Mikroben und wurden exponiert Salmonellen. Die Mäuse konnten trotz ihres geschwächten Immunsystems Infektionen bekämpfen, aber nur, wenn sie eine zusätzliche Dosis von Clostridien.
Das letzte Experiment beurteilte den Einfluss der Zugabe von Succinat zum Trinkwasser von Mäusen, die 4 Tage alte Mikroben erhalten hatten Clostridien. Succinat ist ein Salz, das Bakterien, die auf Sauerstoff gedeihen, als Nebenprodukt produzieren. Das Hinzufügen von Succinat zu der Mischung bot den Mäusen einen noch besseren Schutz gegen Salmonellen, was darauf hindeutet Clostridien - die in Abwesenheit von Sauerstoff leben - ernähren sich von den Abfallprodukten von Bakterien, die Sauerstoff brauchen, die in den Eingeweiden von Neugeborenen gedeihen.
Clostridien beginnen, im Darm zu wachsen und das Wachstum von zu verhindern Salmonellen und C. Rodentium während der Zeit, in der die Entwöhnungsmäuse von der Milch ihrer Mutter zur festen Nahrung übergehen. Das Team beginnt damit, zu untersuchen, welche Rolle die Muttermilch beim Aufbau des Darmmikrobioms eines Neugeborenen spielt und wie die Entwöhnung von Feststoffen Mikroben von der Außenwelt in den Darm des Kindes transportiert.
"Normalerweise erwerben wir Clostridien Spannungen in unseren Eingeweiden, wenn wir beginnen, Feststoffe zu essen, aber diese Arbeit schlägt ein Fenster der Anfälligkeit gegen enterische Krankheitserreger in den frühen Stadien des Lebens vor. "
Gabriel Nunez
Zukünftige Arbeit von der University of Michigan Medical School wird die besonderen Belastungen von testen Clostridien das sind am effektivsten. Wenn in weiteren Studien die schützende Rolle von hinzugefügt wird Clostridien für Neugeborene bestätigt wird, könnte Potenzial für eine klinische Studie beim Menschen, um eine Kombination von Stämmen zu testen, Nunez schließt.
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