La ricerca del microbiome di U-M può piombo ai nuovi modi impedire, combattere le infezioni del polmone in pazienti

Con ogni respiro catturate, microbi avete una probabilità di trasformarla i vostri polmoni. Ma che cosa accade quando arrivano? E perché le infezioni pericolose del polmone come polmonite accadono qualche gente, ma non in altre?

I Ricercatori alla Facoltà di Medicina dell'Università del Michigan hanno cominciato rispondere a queste domande studiando il microbiome dei polmoni - la comunità degli organismi microscopici che sono in contatto costante con il nostro apparato respiratorio.

Studiando queste comunità batteriche e come cambiano nella malattia, sperano di aprire la strada affinchè i nuovi modi impediscano e combattere le infezioni del polmone in pazienti.

Parlare lo stesso linguaggio

Nei nuovi risultati riferiti nelle ultime settimane, il gruppo di U-M ha indicato che un cattivo “ciclo di feedback„ potrebbe spiegare l'inizio esplosivo delle infezioni batteriche del polmone: La crescita dei batteri sicuri è accelerata dalle molecole stesse che i nostri somatociti fanno come segnali di pericolo.

Lo studio, pubblicato nel Giornale Americano della Medicina Respiratoria e Critica di Cura, era il primo per chiedere come i livelli di questi “segnali di pericolo„ si riferiscono alle comunità batteriche nei polmoni. Questi sollecitano le molecole, chiamate catecolammine (quale adrenalina), insieme compongono uno dei modi primari dell'organismo di risposta allo sforzo o alla lesione. Le ricerche di laboratorio Precedenti hanno trovato che alcuni batteri si sviluppano più velocemente una volta esposti a queste molecole, ma lo studio sugli animali non umano o ha determinato se sono collegati con i cambiamenti nel microbiome respiratorio.

Facendo Uso di 40 campioni prelevati dai pazienti di trapianto del polmone in vari stati di salubrità, il gruppo di U-M ha trovato che la comunità dei batteri nei polmoni era sprofondato in quelle con le infezioni respiratorie e che questo crollo è stato associato forte con i livelli di catecolammine nel polmone. I batteri più comuni trovati in queste comunità crollate erano quei che rispondessero alle catecolammine negli esperimenti del laboratorio.

“I Nostri risultati suggeriscono che le celle umane e batteriche in nostri polmoni stiano parlando lo stesso linguaggio,„ dice Robert Dickson, M.D., un assistente universitario di medicina interna e l'autore principale di vari di nuovi documenti. “Le celle immuni del Nostro polmone rispondono all'infezione preparando le catecolammine. I Nostri risultati suggeriscono che queste catecolammine possano a loro volta fare i batteri pericolosi sicuri svilupparsi più velocemente, che causa più segnalazione di sforzo e di infiammazione. È un circolo vizioso.„

Dickson nota che la comprensione del microbiome del polmone è ancora nella sua infanzia ed il campo è adombrato spesso dal microbiome dell'apparato digerente.

Infatti, molti manuali medici ancora insegnano a che i polmoni sono esenti dai batteri, con gli organismi microscopici soltanto presenti durante le infezioni. Nel Frattempo, negli ultimi anni ricerchi sul un gran numero di microbi che vivono nelle nostre budella è sbocciato.

Ma la ricerca piombo da Dickson e dal microbiologo Gary Huffnagle, Ph.D. di U-M, continua ad indicare che, sebbene i nostri polmoni non siano quasi come riempito di microbi come nostri apparati digerente, “l'ecosistema„ del microbiome del polmone è prospero ed importante.

“I polmoni hanno loro propria anatomia, la loro propria fisiologia e la loro propria ecologia,„ dice Dickson. “Le norme dal microbiome dell'intestino non possono applicarsi. Dobbiamo cominciare pensare a come la polmonite ed altre affezioni polmonari emergono dall'ecosistema complesso delle nostre vie respiratorie.„

In un documento recente negli Agenti Patogeni di PLoS, il gruppo di U-M presenta i principi chiave per la comprensione l'ecologia del microbiome del polmone e del suo ruolo nella malattia.

L'Antartide o il Madagascar?

In altro documento recente, pubblicato negli Annali della Società Toracica Americana, al gruppo di U-M chiesto quanto le comunità batteriche in varie aree dei polmoni sono egualmente in persone in buona salute. Il lavoro ha balzato da un'osservazione in pazienti con l'affezione polmonare avanzata: le comunità batteriche trovate in una regione di polmoni di un paziente possono guardare interamente differenti dalle comunità trovate altrove nei polmoni dello stesso paziente.

“Poiché l'interno dei nostri polmoni ha un'area che è 30 volte più grandi della nostra interfaccia, non è sorprendente vedere una certa variazione in batteri,„ dice Dickson. “Ma nessuno aveva guardato per vedere quanto nello spazio diverso queste comunità batteriche sia in gente in buona salute.„

Così il gruppo, piombo da Jeffrey Curtis, M.D., ha ottenuto gli esemplari delle comunità batteriche del polmone dai siti multipli nei polmoni di 15 volontari in buona salute della ricerca. Li hanno studiati dettagliatamente facendo uso di genetico avanzato ordinando quello permettono di vedere i numeri relativi dei microbi differenti nella popolazione di un'area particolare. Hanno trovato che la gente in buona salute ha popolazioni batteriche relativamente costanti in tutto i loro polmoni e il microbiome differisce molto di più da personale che all'interno dei polmoni di una singola persona.

Questi risultati supportano “il modello adattato dell'isola„ che il gruppo di U-M si è sviluppato per spiegare come il microbiome del polmone è popolato in persone in buona salute. In questo modello, i polmoni sono seminati costantemente dai batteri “dalla comunità di sorgente„ della bocca, appena mentre le isole sono seminate tramite l'immigrazione delle specie dai continenti vicini.

“I polmoni non sono cuneo in pieno dei batteri come l'apparato digerente, ma non sono esenti da loro neanche,„ dice Dickson. Paragona il microbiome sano del polmone alla popolazione umana dell'Antartide. “La Gente si muove dentro, la gente va via, ma non c' è un gran quantità della riproduzione che accende.„

Ma nella gente con i polmoni nocivi - come quelli con fibrosi cistica o la malattia polmonare ostruttiva cronica - l'ecosistema è molto più ospitale per i batteri. I polmoni e le vie respiratorie diventano più simile ad una foresta pluviale tropicale, ricca in alimento e sostanze nutrienti, in cui i batteri sicuri possono prosperare e riprodurrsi - più simile al Madagascar che l'Antartide.

Sano contro malato

Nell'anno scorso articolo nella Lancetta, Dickson e Huffnagle hanno esaminato che cosa è conosciuto circa le esacerbazioni - fiammate delle malattie quali asma, i CF, COPD e fibrosi polmonare. In molti casi, concludono, questi eventi possono essere collegati ad una rottura nel microbiome dei polmoni del paziente - uno stato conosciuto come il dysbiosis.

“La vecchia spiegazione per molte queste esacerbazioni era che le gallerie di ventilazione acutamente sono infettate con i batteri,„ dice Dickson. “Ma tantissimi studi del microbiome hanno indicato che questo non è appena così. La Nostra vecchia definizione “dell'infezione„ non spiega che cosa sta accadendo affatto.„

Invece, discuta Dickson e Huffnagle, le esacerbazioni accade quando le comunità batteriche nelle gallerie di ventilazione di un paziente sono disordinate, che crea l'infiammazione, che a loro volta avanza i disordini le comunità batteriche. Questo ciclo del dysbiosis e dell'infiammazione è comune attraverso una serie di affezioni polmonari infiammatorie croniche.

Il gruppo di U-M sta lanciando uno studio che campionerà il microbiome dei pazienti criticamente malati, come quegli ossequi di Dickson nelle unità di cure intensive al Sistema di Salubrità di U-M. Molti di questi pazienti sono a rischio di sepsi o arresto respiratorio acuto, o delle infezioni con il Clostridio difficile che mettono radici dopo che un paziente ha ricevuto gli antibiotici per trattare l'infezione. La Cura nel ICU egualmente comprende spesso il trattamento con epinefrina e noradrenalina - due delle catecolammine che il gruppo indicato è associato con il crollo del microbiome del polmone.

Sorgente: Sistema di Salubrità dell'Università del Michigan