Gut barrier in the pathogenesis and diagnostics of necrotizing enterocolitis and inflammatory bowel disease

Abstract

Dysbióza střevní mikrobioty, alterace ochrany střevní sliznice, nepatřičná imunitní odpověď a poškození střevní bariéry jsou typické znaky patogeneze nekrotizující enterokolitidy (NEC) a nespecifických střevních zánětů (IBD). I přes intensivní výzkum, zůstává příčina vzniku těchto chorob nejasná a jejich diagnostika a predikce průběhu jsou stále problematické. Proto jsme analyzovali význam biomarkerů asociovaných se zánětlivou odpovědí ve střevě s ohledem na různé aspekty dysfunkce střevní bariéry v patogenezi obou nemocí s cílem zlepšit diagnostiku, predikovat průběh nemoci. Pomocí metody ELISA jsme zjistili, že kojenci, u kterých došlo později k rozvoji NEC, mají významně vyšší hladinu proteinu vázajícího mastné kyseliny ve střevě (I-FABP), než kojenci, u kterých došlo později k rozvoji sepse, a to již v prvních hodinách od doby podezření na NEC. Stanovení I-FABP v moči mělo vysokou sensitivitu (81%) a specificitu (100%) a jeho doplnění k současně používanému zlatému standardu pro diagnostiku NEC umožnilo zvýšení sensitivity a negativní prediktivní hodnoty. Zjistili jsme, že sérový amyloid A (SAA) byl nejsilnějším faktorem pro predikci nejzávažnějšího stádia NEC. Kombinace střevní a jaterní formy FABP s SAA predikovala délku hospitalizace u pacientů s NEC a nízká hladina SAA predikovala rychlejší...

Disruption of gut microbiota, altered mucosal defense, inappropriate immune response and gut barrier damage are all typical features in the pathogenesis of both necrotizing enterocolitis (NEC) and inflammatory bowel disease (IBD). Despite of intensive research, the exact pathogenesis of both diseases remains unclear and the diagnostics and outcome prediction are still problematic. Therefore, we analyzed the role of gut-associated and inflammatory biomarkers, with respect to different aspects of gut barrier dysfunction in the pathogenesis of both disease, with the aim to improve the diagnostics and to predict the disease course and outcome. Using ELISA, we found that patients who will later develop NEC have significantly higher intestinal fatty acid-binding protein (I-FABP) than infants who will later develop sepsis already in first hours after NEC suspicion. Urinary I-FABP had high sensitivity (81%) and specificity (100%) and its addition to currently used gold standard for NEC diagnosis increased its sensitivity and negative predictive value. We found that serum amyloid A (SAA) was the strongest factor for prediction of the most severe stage of NEC. The combination of intestinal and liver FABP with SAA predicted the length of hospitalization in NEC patients and the low level of SAA predicted short...