Obwohl Präventions- und Behandlungsstrategien für die Grippe verfügbar sind, reichen diese möglicherweise nicht für gefährdete Bevölkerungsgruppen wie Kleinkinder und Neugeborene aus. Eine neue Studie, veröffentlicht in Virologie , hat sich mit neugeborenen Ferkeln befasst, um den Verlauf von Grippeinfektionen genauer zu untersuchen.
Das Influenza-A-Virus kann eine Vielzahl von Vögeln und Säugetieren infizieren, darunter Menschen und Schweine, was es zu einer ernsthaften Bedrohung für die öffentliche Gesundheit und Ernährungssicherheit macht. Während gesunde Personen normalerweise milde bis moderate Infektionen haben, besteht bei anfälligen Bevölkerungsgruppen ein höheres Risiko. Trotz vorhandener Impfstoffe und Therapien sind diese möglicherweise weniger wirksam oder können bei Neugeborenen und Säuglingen nicht angewendet werden.
In früheren Studien wurden Mäusemodelle verwendet, aber im Vergleich zu Mäusen sind Schweine ein besseres Modell, insbesondere für die Untersuchung der Immunität. Dies ist eine Fortsetzung unserer früheren Arbeit, bei der die Auswirkungen mütterlicher Immunität auf Ferkel untersucht wurden. Diese Studie ist die erste, die neonatale Ferkelmodelle verwendet, um die Interaktionen zwischen Wirtsmikrobiota und Influenzavirus zu untersuchen.“
Ying Fang (CGD/MMG), Professorin für Veterinärmedizin
Die Atemwege von Säugetieren beherbergen Millionen von Mikroorganismen, die als Mikrobiota bezeichnet werden. Andere Forschungsgruppen haben gezeigt, dass die Mikrobiota die Anfälligkeit für Atemwegsinfektionen beeinflussen kann, indem sie entweder die Immunität verbessern oder verschlimmern.
Um die Wechselwirkungen zwischen Virus und Mikrobiota zu verstehen, haben die Forscher vier verschiedene Virusstämme verwendet, die sich in ihrer Krankheitsverursachungsfähigkeit unterschieden. Diese Virussuspensionen wurden tropfenweise in jedes Nasenloch der Ferkel gegeben und die Tiere wurden fünf Tage lang beobachtet, um festzustellen, ob Symptome wie Veränderungen der Körpertemperatur auftraten. Zudem wurden Nasenabstriche genommen, um die Mikroorganismen zu analysieren, die zu Beginn der Infektion und nach 5 Tagen präsent waren.
Die Studie zeigte, dass bestimmte Bakterienarten, wie Staphylokokken, mit Lungenläsionen, erhöhter Rektaltemperatur und Viruslast verbunden waren, während andere Arten wie Lactobacillus und Megasphaera den gegenteiligen Effekt hatten. Diese Ergebnisse sind konsistent mit anderen Studien, die gezeigt haben, dass Staphylokokken mit Entzündungen und Infektionen in anderen Influenza- und COVID-19-Modellen verbunden ist.
„Es ist möglich, dass Mikroben den Einfluss des Virus auf den Wirt beeinflussen“, sagte Christopher Gaulke (MME), Assistenzprofessor für Pathobiologie. „Das bedeutet, dass wir möglicherweise einige der schädlichen Auswirkungen dieser Infektionen mindern könnten, indem wir Tiere oder möglicherweise sogar Menschen mit probiotischen Mikroben versorgen, die eine schützende Wirkung haben könnten.“
Die Forscher fanden auch heraus, dass die Infektion unabhängig davon, welche Mikroben am ersten Tag vorhanden waren, die Anzahl und Arten der Bakterien in den Nasenwegen beeinflusste.
„Diese Ergebnisse lassen vermuten, dass wir anhand der Mikrobiota voraussagen können, ob ein Schwein infiziert ist, unabhängig vom Virusstamm. Obwohl dies derzeit möglicherweise kein kostengünstiges Diagnoseinstrument ist, könnten zukünftige Entwicklungen zu einer kostengünstigen mikrobiombasierten Diagnostik der Schweinegesundheit führen. Sie legen auch die Möglichkeit nahe, dass mikrobiombasierte Therapien eingesetzt werden könnten, um die Auswirkungen der Influenza zu mildern“, erklärte Gaulke.
Die Forscher planen nun, die Studiendauer zu verlängern, um langfristige Veränderungen in der mikrobiellen Zusammensetzung zu betrachten.
„In dieser Studie haben wir uns auf die akute Phase der Infektion konzentriert, daher kennen wir die langfristigen Auswirkungen noch nicht: Wie lange braucht es, bis die Mikroorganismen ihre ursprüngliche Konzentration wiedererlangen, und ob sie sich vollständig erholen und den nicht infizierten Schweinen ähneln“, sagte Fang.
„Es muss auch getestet werden, ob diese Ergebnisse in landwirtschaftlichen Betrieben zutreffen und ob unsere Erkenntnisse in realen Situationen umgesetzt werden können“, fügte Gaulke hinzu. „Es wäre interessant zu sehen, ob ähnliche Veränderungen bei menschlichen Säuglingen auftreten, die mit dem Influenzavirus infiziert sind.“
Die Studie mit dem Titel „Ein neonatales Ferkelmodell zeigt Wechselwirkungen zwischen nasaler Mikrobiota und der Pathogenese des Influenza-A-Virus“ ist unter https://doi.org/10.1016/j.virol.2024.109996 verfügbar. Die Arbeit wurde von den National Institutes of Health und der University of Illinois Urbana-Champaign finanziell unterstützt.
Quelle:
Carl R. Woese Institut für Genombiologie, University of Illinois at Urbana-Champaign
Zeitschriftenreferenz:
Yuan, F., et al. (2024). Ein neonatales Ferkelmodell zeigt Wechselwirkungen zwischen nasaler Mikrobiota und der Pathogenese des Influenza-A-Virus. Virologie. doi.org/10.1016/j.virol.2024.109996.