Badania pokazują, że gatunki Neisseria są powiązane z nasileniem się rozstrzeni oskrzeli u pacjentów

Badania pokazują, że gatunki Neisseria są powiązane z nasileniem się rozstrzeni oskrzeli u pacjentów

Zespół międzynarodowych naukowców pod kierunkiem Nanyang Technological University w Singapurze (NTU Singapore) odkrył, że Neisseria – rodzaj bakterii żyjącej w organizmie człowieka – nie jest tak nieszkodliwy, jak wcześniej sądzono i może powodować infekcje u pacjentów z rozstrzeniami oskrzeli. Astma i przewlekła obturacyjna choroba płuc (POChP).

W przełomowym badaniu opublikowanym dzisiaj w Cell Host & Microbe zespół przedstawił niezbite dowody na to, że gatunki Neisseria mogą powodować choroby płuc i są powiązane z pogorszeniem rozstrzeni oskrzeli (rodzaj choroby płuc) u pacjentów.

Rozstrzenie oskrzeli to długotrwała choroba, w której drogi oddechowe płuc z nieznanych przyczyn ulegają nieprawidłowemu rozszerzeniu nawet u 50 procent pacjentów w Singapurze. Choroba występuje do czterech razy częściej wśród Azjatów w porównaniu z ich zachodnimi odpowiednikami i może wystąpić nawet po wyzdrowieniu z gruźlicy. W Singapurze badania przeprowadzone w szpitalu Tan Tock Seng w 2017 roku opisały 420 hospitalizowanych pacjentów z rozstrzeniami oskrzeli. Częstość występowania wynosi 10,6 na 100 000 osób i gwałtownie wzrasta wraz z wiekiem.

Pomimo częstości występowania rozstrzeni oskrzeli u osób starszych, w większości przypadków rozstrzeni oskrzeli nie można znaleźć oczywistej przyczyny, a choroba pojawia się samoistnie i bez ostrzeżenia.

Aby rozwiązać zagadkę, dlaczego rozstrzenie oskrzeli nasilają się znacznie szybciej u starszych pacjentów z Azji, międzynarodowy zespół – składający się z badaczy i szpitali w Singapurze, Malezji, Chinach, Australii i Wielkiej Brytanii (patrz załącznik) – kierowany przez profesora nadzwyczajnego LKCMedicine Sanjay Chotirmall, kierownika katedry medycyny molekularnej Provost, porównał dane dotyczące chorób i infekcji od 225 pacjentów z rozstrzeniami oskrzeli pochodzenia azjatyckiego (Singapur i Malezja). z pacjentami z rozstrzeniami oskrzeli w Europie.

Neisseria: wcale nie taka nieszkodliwa

Chociaż wiadomo, że gatunki Neisseria powodują zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych i rzeżączkę, nie zakażają one płuc. Dzięki szczegółowej identyfikacji i dokładnej charakterystyce zespół badawczy odkrył, że Neisseria zdominowała mikrobiom azjatyckich pacjentów z pogarszającymi się rozstrzeniami oskrzeli.

W szczególności u pacjentów z rozstrzeniami oskrzeli z dominującym poziomem podgrupy Neisseria zwanej Neisseria subflava (N. subflava) występował cięższy przebieg choroby i powtarzające się zakażenia (zaostrzenia) w porównaniu do pacjentów z rozstrzeniami oskrzeli bez tak wysokiego poziomu Neisseria.

Po dalszych badaniach na eksperymentalnych modelach komórkowych i zwierzęcych zespół badawczy potwierdził, że N. subflava powoduje niszczenie komórek, prowadząc do stanu zapalnego i zaburzeń odporności u pacjentów z rozstrzeniami oskrzeli wywołanymi tą bakterią.

Przed tym odkryciem Neisseria nie była uważana za przyczynę infekcji płuc ani poważnych chorób u pacjentów z rozstrzeniami oskrzeli.

Główny badacz, profesor Chotirmall z LKCMedicine, powiedział: „Nasze wyniki po raz pierwszy wykazały, że gorsze wyniki kliniczne, takie jak większe nasilenie choroby, gorsza czynność płuc i wysoki odsetek nawracających infekcji u pacjentów z rozstrzeniami oskrzeli, są ściśle powiązane z bakterią Neisseria, a odkrycie to jest szczególnie ważne w przypadku pacjentów azjatyckich”.

„To odkrycie jest istotne, ponieważ może zmienić sposób, w jaki leczymy naszych pacjentów z rozstrzeniami oskrzeli zawierającymi tę bakterię. Lekarze muszą teraz myśleć o Neisseria jako o potencjalnym «winowajcy» u pacjentów, u których pogorszenie się występuje pomimo leczenia i przeprowadzać badania w celu zidentyfikowania tych, którzy mogą być siedliskiem tego typu bakterii w płucach. Mamy nadzieję, że wczesna identyfikacja doprowadzi do spersonalizowanej terapii, a w konsekwencji lepszych wyników leczenia azjatyckich pacjentów z tą wyniszczającą chorobą” – powiedział prof. Chotirmall, który jest także prodziekanem ds. wydziału na Wydziale LKCMedycyna.

Badanie to odzwierciedla wysiłki NTU w ramach NTU2025, pięcioletniego planu strategicznego uniwersytetu, który uwzględnia wielkie wyzwania ludzkości, takie jak zdrowie ludzkie. Badanie przeprowadzone przez międzynarodowych badaczy z różnych dziedzin badanie podkreśla również siłę NTU i skupienie się na badaniach interdyscyplinarnych.

Szersze znaczenie Neisseria

Oprócz związku między Neisseria a ciężkimi rozstrzeniami oskrzeli zespół badawczy pod kierownictwem NTU odkrył również obecność tych samych bakterii w innych, bardziej powszechnych przewlekłych chorobach układu oddechowego, takich jak ciężka astma i przewlekła obturacyjna choroba płuc (POChP) – stan powodujący zablokowanie przepływu powietrza i problemy związane z oddychaniem.

Korzystając z technologii sekwencjonowania nowej generacji, zespół próbował także zbadać, skąd mogła pochodzić ta bakteria, pobierając próbki z domów pacjentów z rozstrzeniami oskrzeli, którzy mieli duże ilości Neisseria w płucach. Naukowcy odkryli obecność bakterii w środowisku domowym, co sugeruje, że przestrzeń życiowa w pomieszczeniach i prawdopodobnie klimat tropikalny mogą sprzyjać obecności tych bakterii w środowisku azjatyckim.

Co to jest Neisseria?

Bakterie z gatunku Neisseria powszechnie uznano za przyczynę infekcji przenoszonych drogą płciową, takich jak rzeżączka, a także zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych – zapalenie płynu i błon otaczających mózg i rdzeń kręgowy. Wiadomo jednak, że podgatunek N. subflava występuje w błonie śluzowej jamy ustnej, gardle i górnych drogach oddechowych człowieka i nie jest znany związek z infekcjami płuc.

Ta rodzina bakterii zawsze była uważana za nieszkodliwą dla człowieka; wywoływane przez nie infekcje nie zostały jeszcze opisane.

Cieszy fakt, że poczyniliśmy postępy w identyfikowaniu bakterii z gatunku Neisseria jako przyczyny nasilenia rozstrzeni oskrzeli, czyli mało prawdopodobnego winowajcy, którego początkowo nie uważano za zagrożenie. Stanowi to mocne przypomnienie, że nie powinniśmy popadać w samozadowolenie, jeśli chodzi o prowadzenie badań i powinniśmy być bardziej proaktywni w badaniu różnych możliwości, ponieważ każdy pozornie niewinny element może stanowić zagrożenie dla naszego ciała i naszego ogólnego zdrowia”.

Wang De Yun,współautor, profesor,Katedra Otolaryngologii, Yong Loo Lin School of Medicine, National University of Singapore

Współautor Andrew Tan, profesor nadzwyczajny ds. zaburzeń metabolicznych w LKCMedicine, powiedział: „Zastosowane w tej pracy podejście polegające na tłumaczeniu odwrotnym było kluczowe dla naszego sukcesu. Zaczynając od „przy łóżku”, gdzie badaliśmy rzeczywiste doświadczenia pacjentów, następnie pracowaliśmy wstecz, aby odkryć proces biologiczny zachodzący w bakteriach. Interdyscyplinarny charakter badania umożliwił zespołowi interakcję z członkami z różnych dyscyplin badawczych, zapewniając przyjemne doświadczenie i uzyskując unikalny wgląd w chorobę”.

Naukowcy chcą teraz przeprowadzić dalsze badania i próby kliniczne dotyczące eradykacji Neisseria z mikrobiomu za pośrednictwem nowo utworzonego Centrum Medycyny Mikrobiomów LKCMedicine, którego celem jest ocena korzyści płynących z ukierunkowania i leczenia Neisseria antybiotykami od pierwszego wykrycia, w nadziei, że doprowadzi to do lepszych wyników klinicznych u pacjentów z przewlekłymi chorobami układu oddechowego.

Źródło:

Politechnika Nanyang w Singapurze

Odniesienie:

Li, L. i in. (2022) Gatunki Neisseria jako patobionty w rozstrzeniach oskrzeli. Gospodarz komórkowy i drobnoustrój. doi.org/10.1016/j.chom.2022.08.005.

.