Gesundheit

Von Mäusen und Babys: Neues Tiermodell links Bluttransfusionen gefährliche Verdauungs Krankheit in den vorzeitigen Babys

Ärzte haben lange vermutet, dass die roten Blutkörperchen Transfusionen gegeben Frühgeborenen mit Anämie kann Sie in Gefahr der Entwicklung einer nekrotisierenden Enterokolitis, einer potentiell tödlichen Entzündungskrankheiten des Darms. Doch handfeste Beweise für die Verbindung nur sehr schwer zu erhalten, zum Teil, weil der Mangel an einem praktischen Tier-Modell in der Lage, genau das darstellen, was physikalisch geschieht, wenn ein baby bekommt, NEC.

Nun, Forscher an der Johns Hopkins Medicine berichten, die Sie entwickelt haben, dass Modell—vermutlich die erste Ihrer Art—mit Baby-Mäusen, oder Welpen, die zum ersten mal gemacht anämisch und dann das Blut-Transfusionen von Frühgeborenen von einem anderen Maus-Stamm. Die neue Methode, die Forscher sagen, imitiert, was passiert, wenn Bluttransfusionen gegeben werden, um zu menschlichen Babys von einem nicht verwandten Spender.

Eine Beschreibung der Maus-Modell, zusammen mit wesentlichen Feststellungen und die möglichen Vorteile aus seinen ersten verwendet, erscheint in einem neuen Papier in der Zeitschrift Nature Communications.

„Wir brauchten eine live-Maus-Modell, um zu lernen, wenn eine Bluttransfusion allein führt zu NEC oder geht das nur passieren, wenn die transfusion ist gegeben, wenn Anämie vorhanden ist“, sagt Akhil Maheshwari, M. D., professor für Pädiatrie an der Johns Hopkins University School of Medicine, Leiter der Neonatologie an der Johns Hopkins Children ‚ s Center und leitender Autor der Studie.

Gesehen in etwa 10% bis 12% der Säuglinge mit einem Gewicht von weniger als 3,5 Pfund bei der Geburt, NEC ist eine rasch fortschreitende Magen-Darm-not, in die Bakterien dringen in die Wand des Dickdarms, verursacht Entzündungen, die letztlich zu zerstören gesundes Gewebe auf der Baustelle. Wenn genug Zellen sind nekrotisierten (getötet), das eine Loch ist das Ergebnis in der Darmwand, fäkalen material, können in den Blutkreislauf gelangen und zu lebensbedrohlichen sepsis.

Seit 2004, Maheshwari, sagt Studien haben wiederholt gezeigt, dass Frühgeborene, die schwer anämisch—die mit einem Anteil von roten Blutkörperchen total Blut Volumen zwischen 20% und 24% bei der Geburt—können entwickeln, NEC innerhalb von 48 Stunden nach der Auszeichnung mit dem red blood cell transfusion. Durch Vergleich, der American Academy of Pediatrics, sagt, dass die Babys am Termin geliefert haben normalerweise rote Blutkörperchen in Mengen zwischen 42% und 65%, sank zwischen 31% und 41% im Alter von 1.

Auf der Suche nach einem nützlichen und praktischen Maus-Modell, Maheshwari und seine Kollegen zu bewältigen hatten eine Größe problem.

„Neugeborene Maus, die Welpen sind über die Größe von einem Viertel und Wiegen weniger als eine Unze, so dass es extrem schwierig ist, zu entfernen genug Blut von Ihnen für Laboratorien zu analysieren,“ Maheshwari sagt.

In der Vergangenheit, die Hürde, eine private medizinische Diagnosegeräte Unternehmen spendete die Nutzung der erweiterten Blut-Analyse-system, das nur 5 Mikroliter (5 Millionstel liter) Beispiel statt der 50 Mikroliter—60% mit einer Maus, pup gesamten Blut-Versorgung—, dass die meisten Testumgebungen erfordern.

Als Nächstes wollen die Wissenschaftler entwickelt ein Verfahren zum induzieren schweren Anämie in der Welpen durch das entfernen etwa die Hälfte Ihrer Blut-Volumen jeden zweiten Tag für 10 Tage nach der Geburt. Diese ließen Ihre roten Blutkörperchen, die Ebenen anzugleichen diejenigen, die bei schwer anämischen Neugeborenen.

Sieben Tage nach der Geburt, die Forscher Bakterien eingeführt hatte, wurden isoliert und kultiviert, die von einem Neugeborenen mit NEC. Schließlich, Erythrozyten-Transfusionen gegeben wurden auf der 11. Tag nach der Geburt.

In den nächsten 48 Stunden, die Forscher sah für die Entwicklung der NEC-ähnliche Symptome in Ihrer experimentellen Gruppe und drei andere Sätze von Maus-Welpen: (1) eine Kontrollgruppe ohne intervention, (2) eine Gruppe ohne Anämie, die Transfusionen erhalten, und (3) eine Gruppe mit Anämie, aber nicht transfundiert.

„Nur die schwer anämisch Welpen, die empfangen Bluttransfusionen zeigte Darm-Schäden, die wie menschliche NEC mit Nekrose, Entzündung und Trennung der Gewebe, die Unterstützung der Auskleidung der Dickdarm,“ Maheshwari sagt. „Der nächste Schritt war, um zu sehen, ob wir finden konnten, ein Mechanismus, warum dies geschah.“

Die Untersuchung der Blut der Welpen mit NEC-like-Bedingungen, nachdem Sie die waren erhalten, die Forscher entdeckten, dass die darin enthaltenen drei Komponenten, die nicht in Blut der anderen test-Mäuse: (1) eine große Anzahl von Makrophagen, die Immunzellen, die zu verschlingen und zu verdauen, Zelltrümmer, Bakterien und Viren, (2) frei zirkulierenden Hämoglobin, das Eisen-basierte Moleküle, die normalerweise transportieren den Sauerstoff durch den ganzen Körper, wenn Sie an roten Blut Zellen, und (3) erhöhte Konzentrationen von Entzündungs-induzierende Proteine, darauf hinweist, dass die Makrophagen aktiviert waren auch ohne eine biologische Bedrohung für den Darm.

Die Forscher beobachteten auch, dass haptoglobin, ein protein, dass die Trennung von freiem Hämoglobin aus dem Blut, extrem niedrig waren.

„Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Anämie reduziert die Menge von haptoglobin bei Neugeborenen, die die freie Hämoglobin, das kommt in der via transfusion nicht richtig entfernt, als es normalerweise tun würde,“ Maheshwari sagt.

Was passiert anscheinend, so sagt er, dass freies Hämoglobin heftet sich an einen protein-rezeptor auf der Darmwand, der die gleiche Seite, wo bakterielle Gifte binden. Als ein Ergebnis, das Immunsystem fälschlicherweise glaubt, dass der Darm angegriffen wird, und aktiviert den Makrophagen.

Sobald jene Zellen des Immunsystems, zur Arbeit gehen, Maheshwari erklärt, Sie lösen Freisetzung von entzündlichen Proteinen in Blut von anämischen, Mäuse transfundiert. „Das event beginnt mit einem Doppelschlag an der Darmwand“, sagt er. „Ersten, die Makrophagen-Proteine, die Entzündungen und Schwächen das Gewebe, wodurch Sie anfällig, und dann Bakterien bewegen und produzieren Endotoxine, die zu töten der einzelnen Zellen.“

Beweise für eine wahrscheinliche Mechanismus zu erklären, die Verbindung zwischen Anämie und transfusion in der Entwicklung von NEC, die Forscher als Nächstes suchten, um es zu bestätigen, indem Sie sehen, wenn Sie blockieren könnten zwei Etappen, und vielleicht, Voraus die Suche nach möglichen Therapien.

„In einem Versuch Gaben wir haptoglobin zu unserem Modell anämischen Mäusen vor transfusing Sie und blockiert Makrophagen-Aktivierung, so dass Sie nicht entwickeln NEC-ähnliche Symptome,“ Maheshwari sagt.

In einem anderen test, Nanopartikel, Samuel Wickline, M. D., und seine Kollegen an der University of South Florida entwickelt wurden verwendet, um liefern eine genetische Störung—ein RNA-Molekül, bekannt als small interfering RNA oder siRNA—blockiert das Chemische signal, erzählt Makrophagen produzieren proinflammatorische Proteine. Die Nanopartikel wurden gekennzeichnet mit einem fluoreszierenden Farbstoff, um Ihre Bewegung verfolgen und enthalten eine nicht-toxische Verbindung, abgeleitet von honeybee venom.

Maheshwari, sagt der Makrophagen im Blut von anämischen Maus Welpen verschlang die Nanopartikel und legte Sie innerhalb der Vakuolen. Die bee venom-Derivat, erklärt er, brach den Vakuolen, so dass die siRNA-veröffentlicht werden können innerhalb der Makrophagen.

Das genetische signal blocker gut funktioniert, Wickline sagt, der Schutz der anämischen Maus Welpen von intestinalen Entzündungen nach red blood cell Transfusion.

„Da haben wir gezeigt, dass die hemmende Nanopartikel mit siRNAs waren in der Lage zu kontrollieren, ein master-regulator von Entzündungen im NEC, vielleicht kann diese Technologie eines Tages angewendet werden, um nicht nur zu behandeln oder zu verhindern, dass der NEC, aber auch andere Krankheiten, bei denen Entzündungen eine entscheidende Rolle spielt, wie arthritis und Arteriosklerose“, sagt er.