Neue Studie warn

Fäkalmikrobiota -Transplantationen (FMT) wurden als potenzielle Behandlung für eine Vielzahl von Erkrankungen angepriesen, von entzündlichen Darmerkrankungen, Fettleibigkeit und Typ -2 -Diabetes bis hin zu Autismus. Neue Forschungsergebnisse der University of Chicago warnt jedoch vor der weit verbreiteten Verwendung von FMT, da langweilig, unbeabsichtigte gesundheitliche Konsequenzen für Empfänger.

FMT beinhaltet das Übertragen von Mikroben in den Stuhl von einer gesunden Person auf eine kranke Person, in der Hoffnung, ein gesundes Gleichgewicht im Darmmikrobiom wiederherzustellen. Da Stühle hauptsächlich anaerobe Mikroben aus dem Dickdarm enthalten (dh sie können Sauerstoff nicht tolerieren), kann FMT im Darm -Ökosystem Fehlanpassungen verursachen, wenn diese Bakterien den Dünndarm und andere Teile des Verdauungssystems besiedeln.

In Experimenten mit Mäusen und Studien mit menschlichen Gewebeproben sahen die Forscher, die die neue Studie durchführten, dass anaerobe Mikroben des Dickdarms den Dünndarm nicht nur nach einer einzigen Transplantation kolonisierten, sondern dort auch monatelang bestand. Diese Mikroben veränderten auch ihre neuen Darmumgebungen zu ihrem Vorteil und „terraforming“ sie auf eine Weise, die Veränderungen des Stoffwechsels, des Verhaltens und der Energiebilanz des Empfängers verursachte.

„Ich denke, es ist ein gewisser Weckruf auf dem Gebiet, dass wir vielleicht nicht will, dass Nill-Darmmikroben in verschiedene Teile des Darms stecken sollten, die nicht da sein sollten“, sagte Orlando (Landon) Deleon, PhD, ein Postdoktorandforscher in Uchicago und leitender Autor der neuen Studie, der in der neuen Studie veröffentlicht wurde, die in der neuen Studie veröffentlicht wurde. Zelle. „Wenn wir gute Therapeutika entwerfen, sollten wir uns der Bedeutung der Anpassung der regionalen Mikrobiota mit ihren richtigen Umgebungen bewusst sein, damit wir bessere gesundheitliche Vorteile bieten.“

Ein riesiges und abwechslungsreiches Ökosystem

FMT wird von der Food and Drug Administration nur zur Behandlung wiederholter Infektionen mit zugelassen Clostridium difficile (C. diff)ein opportunistisches Bakterium, das bei Krankenhauspatienten, die Antibiotika hatten, häufig schwere Magen -Darm -Symptome und Entzündungen verursacht. Den Erfolg bei der Behandlung sehen C. diff Patienten, viele Ärzte waren bestrebt, FMT zur Behandlung anderer Verdauungserkrankungen zu verwenden. Die Forscher verstehen, dass die Gesundheit des Darmmikrobioms alle wichtigen Organe und Systeme des Körpers beeinflussen kann. Die Idee ist daher, dass das Ersetzen eines „kranken“ Darmmikrobioms durch ein „gesunde“ Ersetzen des Problems auf einen Schlag beheben könnte.

Der Darm ist jedoch nicht nur eine konsistente Umgebung mit derselben Mikrobiota. Stattdessen haben es mehrere unterschiedliche Regionen, die sehr unterschiedliche mikrobielle Ökosysteme sind, die jeweils auf bestimmte Mikroben zugeschnitten sind, die Funktionen für die Gesundheit ihres Wirtes bieten können.

Es gibt Mikroben entlang des gesamten Darmtrakts, und wir untersuchen nur überwiegend das letzte Drittel davon (Dickdarm). Wie können Sie also erwarten, dass ein FMT mit Mikroben aus einem Drittel des Darmtrakts am Ende den Rest des Darms repariert? „

Orlando (Landon) Deleon, PhD, Postdoktoralforscher bei Uchicago und Hauptautor der neuen Studie

Um die Auswirkungen von FMT auf verschiedene Teile des Darms zu testen, Deleon, Eugene B. Chang, MD, Martin Boyer Professor für Medizin in Uchicago und leitender Autor der Studie, und ihr Team führten eine Reihe von Experimenten mit Mäusen durch. Eine Gruppe von Mäusen erhielt eine Transplantation von Mikroben aus dem Jejunum, dem ersten Teil des Dünndarms. Eine zweite Gruppe erhielt eine Standard -FMT, und eine dritte Gruppe erhielt eine Transplantation aus dem Cecum, ein Abschnitt, der den kleinen und großen Darm verband, der eine Mischung aus Mikroben von beiden enthält.

Empfänger von FMT werden normalerweise zuerst mit Antibiotika behandelt, um die im Darm lebenden Mikroben zu beseitigen, und lassen einen sauberen Schiefer für neu transplantierte Mikroben, um sich am Wohnsitz zu nehmen – manchmal an den falschen Stellen. Tests zeigten, dass Mikroben aus jeder dieser Transplantationen den gesamten Darmtrakt in den Mäusen erfolgreich kolonisierten, nicht nur der einheimischen Nischen. Dies schuf regionale Darmfehlanpassungen, die bis zu drei Monate nach nur einer Transplantation bestehen.

Die veränderten Mikrobiome veränderten auch die Produktion von Metaboliten in jeder Darmregion, die gesundheitliche Auswirkungen auf den Wirt haben können. Die Forscher sahen Veränderungen des Leberstoffwechsels, einschließlich der Aktivität in Genen, die mit der Immunfunktion verbunden waren. Sie beobachteten auch Unterschiede in den Essverhalten, der Aktivität und des Energieverbrauchs bei den Mäusen nach Transplantationen.

Die auffälligste Erkenntnis war, dass die falschen Mikroben am falschen Ort die Gewebeidentität umformierten, um sie für sie besser geeignet zu machen. Deleon sah, dass die Nichtübereinstimmung die Gene- und Proteinexpression in der Darmauskleidung in einer Weise veränderte, die den Expressionsniveaus aus den ursprünglichen oder nativen Darmregionen der Mikroben ähnlicher ähnelte.

„Es ist, als würden sie ihre Umgebungen technischen oder terrafformieren, um sie zu passen“, sagte DeLeon.

Ein „Omni-Microbial“ -Ansatz

Chang sagte, dass diese Forschung die Notwendigkeit von mehr Vorsicht bei FMT hervorhebt, bevor wir die langfristigen Auswirkungen der Einführung einer Reihe von Mikroben in eine neue Umgebung vollständig verstehen.

„Wir haben absolut keine Ahnung, was in FMT ist, außer dass es sich um eine Kombination von Mikroben handelt“, sagte Chang. „Aber selbst eine einzelne FMT führt zu einer Veränderung der Beziehungen zwischen Wirt und Microbe in diesen sehr unterschiedlichen Regionen des Darms, die möglicherweise sehr schwer umzukehren.“

Sowohl Deleon als auch Chang befürworten stattdessen „Omni-Microbial-Transplantation“ oder OMT. Dieser Ansatz würde Mikroben aus allen verschiedenen Regionen des Darms übertragen, nicht nur diejenigen, die größtenteils aus dem Dickdarm sind. Ob über eine Endoskopie oder in Pillenform, mikroben sich auf natürliche Weise an den richtigen Stellen niederlassen, insbesondere wenn sie neben anderen konkurrieren, die normalerweise in einer bestimmten Region leben.

„Wenn es einen offenen Raum gibt, wird etwas ihn füllen“, sagte DeLeon. „Aber die Mikroben, die dort sein sollten, sind besser dafür geeignet, sodass sie sie auch in Gegenwart anderer Mikroben ausfüllen werden.“

Deleon plant, weiter zu untersuchen, wie unterschiedliche Mikroben ihren Einfluss in verschiedenen Teilen des Darms ausüben, wobei verschiedene Ansätze wie die Sequenzierung von Einzelzellen und die Metabolomik verwendet werden, um ihre Aktivität zu verfolgen. Er untersucht auch, wie die Darmregionen, die von Mikrobiota -Fehlanpassungen terrafformiert werden, in ihren ursprünglichen Zustand wiederhergestellt werden können, was dazu beitragen könnte, die normale Darmfunktion wiederherzustellen. Ein solches tieferes Verständnis könnte zu Verbesserungen bei der Anwendung von mikrobiellen Transplantationen führen und ihnen letztendlich dazu beitragen, ihr bedeutendes Versprechen zu erfüllen.

Die Studie „regionale Mikrobiota-Fehlanpassungen aus fäkalen Mikrobiota-Transplantationen fördern für den Gastgeber anhaltende Konsequenzen außerhalb des Ziels“, wurde von den National Institutes of Health/National Institute of Diabetes und Verdauung und Nierenerkrankungen und der Uchicago GI Research Foundation unterstützt.

Weitere Autoren sind Mora Mocanu, Candace M. Cham, Alan Tan, Ashley M. Sidebottom, Jason Koval, Hugo D. Ceccato, John J. Colgan, Marissa M. St. George, Joash M. Lake, Michael Cooper, Jingwen Xu und David T. Rubin aus Uchicago; Julia Moore und Kristina Martinez-Guryn von der Midwestern University; und Zhilu Xu, Siew C. Ng, Francis KL Chan, Hein M. Tun und Qi Su von der chinesischen Universität von Hongkong.

Quellen: