Studies on the Bacterial Microbiome in Thrombus Aspirates of Acute Ischemic Stroke Patients
Patrakka, Olli (2024)
Patrakka, Olli
Tampere University
2024
Lääketieteen, biotieteiden ja biolääketieteen tekniikan tohtoriohjelma - Doctoral Programme in Medicine, Biosciences and Biomedical Engineering
Lääketieteen ja terveysteknologian tiedekunta - Faculty of Medicine and Health Technology
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Väitöspäivä
2024-03-08
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-03-3315-7
https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-03-3315-7
Tiivistelmä
Aivoinfarkti sekä muut sydän- ja verisuonitaudit ovat maailman johtavia kuolinsyitä. Aivoinfarktin perinteiset riskitekijät ovat tiedossa, mutta näyttää siltä, etteivät ne täysin selitä aivoinfarktin epidemiologista kuvaa. Lisääntyvä tutkimusnäyttö viittaa siihen, että äskettäiset infektiot ja krooniset tartuntataudit ovat tärkeitä laukaisijoita tai riskitekijöitä aivoinfarktille sekä muille sydän- ja verisuonitaudeille. Suun bakteerien rooli valtimonkovettumataudin ja aivoinfarktin synnyssä on kasvavan mielenkiinnon kohteena, joskin tarkka mekanismi on jäänyt epäselväksi.
Tässä väitöstutkimuksessa tarkasteltiin suun bakteerien, erityisesti viridans-ryhmän streptokokkien, roolia aivoinfarktin synnyssä. Viridans-ryhmän streptokokit kuuluvat normaaliin suun mikrobiomiin, mutta verenkiertoon päästessään ne voivat aiheuttaa vakavia sairauksia, kuten sydänläppien tulehduksen. Ensimmäisessä osajulkaisussa selvitimme bakteeri-DNA:n pitoisuuksia aivoveritulpissa, jotka oli kerätty mekaanisella trombektomialla hoidetuilta aivoinfarktipotilailta. Näistä aivoinfarkteista noin 60 prosenttia oli arvioitu johtuvan valtimonkovettumataudista, kun taas loput tapauksista liittyivät eteisvärinään tai muihin syihin. Havaitsimme, että suurin osa aivoveritulpista sisälsi suussa esiintyvien streptokokkien DNA:ta. Toisessa osajulkaisussa arvioimme samojen potilaiden suun terveyttä ja yhdistimme tulokset bakteeri-DNA-löydöksiin sekä kaulavaltimon ahtauman asteeseen. Huomasimme, että heikon suun terveyden ja akuutin aivoverenkiertohäiriön välinen yhteys liittyi kaulavaltimon valtimonkovettumatautiin. Kolmannessa osajulkaisussa varmistimme bakteeri-immunohistokemian avulla viridans-streptokokkien esiintymisen samoissa veritulpissa, joita tutkimme ensimmäisessä tutkimuksessa. Lisäksi teimme immunohistokemialliset tutkimukset kaulavaltimoiden endarterektomianäytteille, jotka oli kerätty oireisilta kaulavaltimoahtaumapotilailta, sekä post mortem -kaulavaltimonäytteille, jotka oli kerätty oireettomilta tutkittavilta. Näytteistä, jotka oli otettu oireilevilta henkilöiltä, löytyi huomattavasti enemmän viridans-streptokokkeja verrattuna oireettomien tutkittavien näytteisiin. Useimmat streptokokit havaittiin neutrofiilisten granulosyyttien sisällä, mutta joissain näytteissä oli myös jäännöksiä bakteeribiofilmeistä sekä vapaista bakteeri-infiltraateista.
Mekanismi, jonka kautta suun sairaudet lisäävät aivoverenkiertohäiriön riskiä, on ollut epäselvä. Bakteeri-infektioiden torjuntaan kehittyneet immuunivasteet ovat samoja, jotka torjuvat tulehduskomponentteja valtimonkovettumataudin synnyssä. Tuloksemme viittaavat siihen, että muiden tunnettujen riskitekijöiden lisäksi viridans-ryhmän streptokokkibakteerien aiheuttama tulehdus saattaa olla tärkeässä roolissa akuutin aivoverenkiertohäiriön synnyssä ja että valtimon seinämässä voi olla bakteeribiofilmiä, joka voi vaikuttaa kaulavaltimon plakin kehittymiseen ja repeämiseen, mikä puolestaan johtaa aivoinfarktiin. Huonosti hoidetuista hampaista ajoittaisesti verenkiertoon päätyvä streptokokkikylvö saattaa lisätä tukostaipumusta aktivoimalla veren hyytymiskaskadia, johtaen veritulpan muodostumiseen ja aivoinfarktin syntyyn, erityisesti eteisvärinää sairastavilla potilailla. Suun streptokokkibakteerien aiheuttama tulehdus tulee ottaa huomioon aivoinfarktin ennaltaehkäisyssä säännöllisenä hammashuoltona. Sen lisäksi esimerkiksi oikea- aikaisesta antimikrobisesta hoidosta tai bakteerirokotteesta voi olla hyötyä, ja niiden vaikutusta on tärkeää tutkia tulevaisuudessa.
Tässä väitöstutkimuksessa tarkasteltiin suun bakteerien, erityisesti viridans-ryhmän streptokokkien, roolia aivoinfarktin synnyssä. Viridans-ryhmän streptokokit kuuluvat normaaliin suun mikrobiomiin, mutta verenkiertoon päästessään ne voivat aiheuttaa vakavia sairauksia, kuten sydänläppien tulehduksen. Ensimmäisessä osajulkaisussa selvitimme bakteeri-DNA:n pitoisuuksia aivoveritulpissa, jotka oli kerätty mekaanisella trombektomialla hoidetuilta aivoinfarktipotilailta. Näistä aivoinfarkteista noin 60 prosenttia oli arvioitu johtuvan valtimonkovettumataudista, kun taas loput tapauksista liittyivät eteisvärinään tai muihin syihin. Havaitsimme, että suurin osa aivoveritulpista sisälsi suussa esiintyvien streptokokkien DNA:ta. Toisessa osajulkaisussa arvioimme samojen potilaiden suun terveyttä ja yhdistimme tulokset bakteeri-DNA-löydöksiin sekä kaulavaltimon ahtauman asteeseen. Huomasimme, että heikon suun terveyden ja akuutin aivoverenkiertohäiriön välinen yhteys liittyi kaulavaltimon valtimonkovettumatautiin. Kolmannessa osajulkaisussa varmistimme bakteeri-immunohistokemian avulla viridans-streptokokkien esiintymisen samoissa veritulpissa, joita tutkimme ensimmäisessä tutkimuksessa. Lisäksi teimme immunohistokemialliset tutkimukset kaulavaltimoiden endarterektomianäytteille, jotka oli kerätty oireisilta kaulavaltimoahtaumapotilailta, sekä post mortem -kaulavaltimonäytteille, jotka oli kerätty oireettomilta tutkittavilta. Näytteistä, jotka oli otettu oireilevilta henkilöiltä, löytyi huomattavasti enemmän viridans-streptokokkeja verrattuna oireettomien tutkittavien näytteisiin. Useimmat streptokokit havaittiin neutrofiilisten granulosyyttien sisällä, mutta joissain näytteissä oli myös jäännöksiä bakteeribiofilmeistä sekä vapaista bakteeri-infiltraateista.
Mekanismi, jonka kautta suun sairaudet lisäävät aivoverenkiertohäiriön riskiä, on ollut epäselvä. Bakteeri-infektioiden torjuntaan kehittyneet immuunivasteet ovat samoja, jotka torjuvat tulehduskomponentteja valtimonkovettumataudin synnyssä. Tuloksemme viittaavat siihen, että muiden tunnettujen riskitekijöiden lisäksi viridans-ryhmän streptokokkibakteerien aiheuttama tulehdus saattaa olla tärkeässä roolissa akuutin aivoverenkiertohäiriön synnyssä ja että valtimon seinämässä voi olla bakteeribiofilmiä, joka voi vaikuttaa kaulavaltimon plakin kehittymiseen ja repeämiseen, mikä puolestaan johtaa aivoinfarktiin. Huonosti hoidetuista hampaista ajoittaisesti verenkiertoon päätyvä streptokokkikylvö saattaa lisätä tukostaipumusta aktivoimalla veren hyytymiskaskadia, johtaen veritulpan muodostumiseen ja aivoinfarktin syntyyn, erityisesti eteisvärinää sairastavilla potilailla. Suun streptokokkibakteerien aiheuttama tulehdus tulee ottaa huomioon aivoinfarktin ennaltaehkäisyssä säännöllisenä hammashuoltona. Sen lisäksi esimerkiksi oikea- aikaisesta antimikrobisesta hoidosta tai bakteerirokotteesta voi olla hyötyä, ja niiden vaikutusta on tärkeää tutkia tulevaisuudessa.
Kokoelmat
- Väitöskirjat [4778]