Oś jelito-płuco jako kluczowy regulator podatności na zakażenia Acinetobacter baumannii
Zaburzenia mikrobioty jako czynnik ryzyka ciężkich zakażeń bakteryjnych
Nowe badania eksperymentalne wskazują na istotną rolę mikrobioty jelitowej w modulowaniu odpowiedzi immunologicznej płuc oraz podatności na zakażenia szpitalne wywoływane przez Acinetobacter baumannii. Wyniki te otwierają perspektywę nowych strategii terapeutycznych opartych na modulacji mikrobiomu.
W artykule
- oś jelito–płuco w regulacji odporności
- wpływ antybiotykoterapii na mikrobiotę jelitową
- mechanizmy zwiększonej podatności na zakażenia baumannii
- rola odporności żywieniowej (nutritional immunity)
- wyniki badań na modelu zwierzęcym i ich implikacje kliniczne
- potencjalne kierunki nowych terapii przeciwdrobnoustrojowych
Omówienie badania
Nowe badanie prowadzone przez naukowców z Vanderbilt Health oraz University of Chicago wykazało, że istnieje istotny związek między mikrobiotą jelitową a podatnością na zakażenia Acinetobacter baumannii, jednego z najważniejszych patogenów odpowiedzialnych za zakażenia szpitalne.
Badacze zaobserwowali, że stosowanie antybiotyków w modelu zwierzęcym prowadzi do zaburzeń mikrobioty jelitowej, co skutkuje zahamowaniem ochronnych szlaków odpowiedzi immunologicznej w płucach oraz zwiększeniem ciężkości zapalenia płuc wywołanego przez A. baumannii. Wyniki te opublikowano w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences.
Jak podkreślił Eric Skaar, kierownik badania, mikrobiota jelitowa może stanowić istotny cel terapeutyczny w profilaktyce zakażeń płucnych wywoływanych przez A. baumannii, a potencjalnie także przez inne patogeny.
Acinetobacter baumannii jest bakterią szczególnie niebezpieczną w środowisku szpitalnym, odpowiedzialną m.in. za zapalenia płuc związane z wentylacją mechaniczną. Patogen ten cechuje się wysoką opornością na antybiotyki, zdolnością do przetrwania na powierzchniach szpitalnych oraz wysoką śmiertelnością wśród pacjentów w stanie krytycznym.
Antybiotyki są rutynowo stosowane u pacjentów w oddziałach intensywnej terapii (OIT), jednak ich działanie może prowadzić do zaburzeń mikrobioty jelitowej. Szacuje się, że nawet 71% pacjentów OIT otrzymuje antybiotykoterapię w ramach standardowej opieki. Zaburzenia mikrobioty są związane ze zwiększonym ryzykiem niekorzystnych zdarzeń klinicznych, w tym zakażeń.
W badanej grupie pacjentów hospitalizowanych zaobserwowano związek między stosowaniem antybiotyków a wcześniejszym zaburzeniem mikrobioty jelitowej, które poprzedzało rozwój zakażenia A. baumannii.
W celu wyjaśnienia mechanizmów tego zjawiska przeprowadzono badania na modelu myszy. Wykazano, że doustna antybiotykoterapia zwiększa kolonizację płuc przez bakterie oraz ich rozsiew do narządów odległych, takich jak wątroba i śledziona. Zastosowanie przeszczepu mikrobioty kałowej zapobiegało rozsiewowi patogenu, co potwierdza kluczową rolę mikrobioty w przebiegu ciężkiego zakażenia.
Analiza z wykorzystaniem sekwencjonowania RNA pojedynczych komórek wykazała, że antybiotyki prowadzą do obniżenia ekspresji szlaków immunologicznych w płucach, które są odpowiedzialne za ochronę przed zakażeniami. Szczególnie istotne było zahamowanie mechanizmów tzw. odporności żywieniowej (nutritional immunity), polegającej na ograniczaniu dostępności kluczowych mikroelementów (np. żelaza, manganu) dla patogenów.
W kolejnych badaniach naukowcy planują szczegółowo przeanalizować mechanizmy, za pomocą których zaburzenia mikrobioty jelitowej wpływają na hamowanie odporności żywieniowej w płucach.
Zespół badawczy od lat koncentruje się na interakcjach między gospodarzem a patogenem w kontekście konkurencji o metale odżywcze, co stanowi istotny element odpowiedzi immunologicznej. Identyfikacja nowych celów terapeutycznych w tym obszarze może mieć kluczowe znaczenie w dobie narastającej oporności na antybiotyki.
Jak podkreślają autorzy, sekwestracja metali odżywczych jest fundamentalnym mechanizmem odporności wrodzonej wobec licznych patogenów wywołujących zakażenia układu oddechowego i krwi. Wyniki badania wskazują, że mikrobiota jelitowa odgrywa istotną rolę w regulacji tego procesu w płucach, co otwiera nowe możliwości terapeutyczne w leczeniu zakażeń szpitalnych.
Źródło: Proceedings of the National Academy of Sciences, The intestinal microbiota impacts nutritional immunity and resistance to Acinetobacter baumannii pneumonia
DOI: http://dx.doi.org/10.1073/pnas.2534432123
