Nová studie varuje

Nová studie varuje

Transplantace fekální mikrobioty (FMT) byly nabízeny jako potenciální léčba různých stavů, od zánětlivého onemocnění střev, obezity a cukrovky 2. typu až po autismus. Nový výzkum z University of Chicago však varuje před rozšířeným používáním FMT kvůli nudným, nezamýšleným zdravotním následkům pro příjemce.

FMT zahrnuje přenos mikrobů ve stolici ze zdravého člověka na nemocného v naději na obnovení zdravé rovnováhy ve střevním mikrobiomu. Protože stolice obsahuje primárně anaerobní mikroby z tlustého střeva (tj. nesnáší kyslík), FMT může způsobit maladaptaci ve střevním ekosystému, když tyto bakterie kolonizují tenké střevo a další části trávicího systému.

Při pokusech na myších a studiích se vzorky lidské tkáně vědci, kteří provedli novou studii, viděli, že anaerobní mikrobi tlustého střeva nejen kolonizovali tenké střevo po jediné transplantaci, ale také tam přetrvávali měsíce. Tito mikrobi také upravili své nové střevní prostředí ve svůj prospěch, „terraformovali“ je způsobem, který způsobil změny v metabolismu, chování a energetické bilanci příjemce.

"Myslím, že je to trochu budíček v této oblasti, že možná nechceme umístit nilské střevní mikroby do různých částí střeva, které by tam neměly být," řekl Orlando (Landon) Deleon, PhD, postdoktorandský výzkumník v Uchicagu a hlavní autor nové studie zveřejněné v nové studii.buňka. "Při navrhování dobrých terapeutik bychom si měli být vědomi důležitosti sladění regionální mikroflóry s jejich správným prostředím, abychom mohli poskytovat lepší zdravotní přínosy."

Obrovský a rozmanitý ekosystém

FMT je schválen pouze Food and Drug Administration k léčbě opakujících se infekcíClostridium difficile (C. diff)oportunní bakterie, která často způsobuje závažné gastrointestinální příznaky a záněty u hospitalizovaných pacientů, kteří měli antibiotika. Podívejte se na úspěšnost léčbyC. difPacienti, mnoho lékařů dychtivě používá FMT k léčbě jiných trávicích onemocnění. Vědci chápou, že zdraví střevního mikrobiomu může ovlivnit všechny hlavní orgány a systémy těla. Myšlenka tedy je, že nahrazení „nemocného“ střevního mikrobiomu „zdravým“ by mohlo problém vyřešit jedním tahem.

Střevo však není jen konzistentní prostředí se stejnou mikrobiotou. Místo toho mají několik odlišných oblastí, které jsou velmi odlišnými mikrobiálními ekosystémy, z nichž každý je přizpůsoben specifickým mikrobům, které mohou poskytovat funkce pro zdraví svého hostitele.

Podél celého střevního traktu jsou mikrobi a my převážně vyšetřujeme jen jeho poslední třetinu (tlusté střevo). Jak tedy můžete očekávat, že FMT s mikroby z třetiny střevního traktu nakonec opraví zbytek střeva? “

Orlando (Landon) Deleon, PhD, postdoktorandský výzkumný pracovník v Uchicagu a hlavní autor nové studie

Aby otestovali účinky FMT na různé části střeva, Deleon, Eugene B. Chang, MD, Martin Boyer, profesor medicíny v Uchicagu a hlavní autor studie, a jejich tým provedli řadu experimentů na myších. Jedna skupina myší dostala transplantaci mikrobů z jejuna, první části tenkého střeva. Druhá skupina dostala standardní FMT a třetí skupina dostala transplantaci ze slepého střeva, což je část spojující tenké a tlusté střevo, která obsahuje směs mikrobů z obou.

Příjemci FMT jsou obvykle nejprve léčeni antibiotiky, aby se odstranili mikroby žijící ve střevě, čímž se ponechá čistý štít pro nově transplantované mikroby, aby se usadili – někdy na nesprávných místech. Testy ukázaly, že mikrobi z každé z těchto transplantací úspěšně kolonizovali celý střevní trakt u myší, nejen přirozené výklenky. To vytvořilo regionální střevní maladaptace, které přetrvávají až tři měsíce po pouhé jedné transplantaci.

Změněné mikrobiomy také změnily produkci metabolitů v každé střevní oblasti, což může mít zdravotní účinky na hostitele. Vědci zaznamenali změny v metabolismu jater, včetně aktivity genů spojených s imunitní funkcí. Pozorovali také rozdíly v potravním chování, aktivitě a výdeji energie u myší po transplantacích.

Nejvýraznějším zjištěním bylo, že nesprávní mikrobi na nesprávném místě přetvořili identitu tkáně tak, aby pro ně byla vhodnější. Deleon viděl, že neshoda změnila expresi genu a proteinu ve střevní výstelce způsobem, který se více podobal hladinám exprese z nativních nebo nativních oblastí střeva mikrobů.

"Je to, jako by konstruovali nebo terraformovali své prostředí tak, aby vyhovovalo," řekl DeLeon.

„Omni-mikrobiální“ přístup

Chang řekl, že tento výzkum zdůrazňuje potřebu větší opatrnosti ve FMT, než plně pochopíme dlouhodobé účinky zavedení řady mikrobů do nového prostředí.

"Nemáme absolutně žádnou představu, co je ve FMT kromě toho, že je to kombinace mikrobů," řekl Chang. "Ale i jediná FMT vede ke změně vztahů mezi hostitelem a mikrobem v těchto velmi odlišných oblastech střeva, kterou může být velmi obtížné zvrátit."

Deleon i Chang místo toho obhajují „všemikrobiální transplantaci“ nebo OMT. Tento přístup by přenesl mikroby ze všech různých oblastí střeva, nejen z těch, které jsou většinou z tlustého střeva. Ať už pomocí endoskopie nebo ve formě pilulek, mikroby se přirozeně usazují na správných místech, zvláště když soutěží s ostatními, kteří normálně žijí v určité oblasti.

"Pokud existuje otevřený prostor, něco ho zaplní," řekl DeLeon. "Ale mikrobi, kteří by tam měli být, jsou pro to vhodnější, takže to zaplní i v přítomnosti jiných mikrobů."

Deleon plánuje dále studovat, jak různé mikroby uplatňují svůj vliv v různých částech střeva, pomocí různých přístupů, jako je sekvenování jednotlivých buněk a metabolomika ke sledování jejich aktivity. Studuje také, jak mohou být střevní oblasti, které jsou terraformovány nesprávným přizpůsobením mikrobioty, obnoveny do původního stavu, což by mohlo pomoci obnovit normální střevní funkci. Takové hlubší porozumění by mohlo vést ke zlepšení v aplikaci mikrobiálních transplantací a nakonec jim pomoci splnit jejich významný slib.

Studii „Regionální neshody mikroflóry z transplantací fekální mikroflóry podporují trvalé důsledky mimo cíl pro hostitele“ podpořily Národní institut zdraví/Národní institut diabetu a onemocnění trávicího traktu a ledvin a Uchicago GI Research Foundation.

Mezi další autory patří 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 a David T. Rubin z Uchicaga; Julia Moore a Kristina Martinez-Guryn ze Středozápadní univerzity; a Zhilu Xu, Siew C. Ng, Francis KL Chan, Hein M. Tun a Qi Su z Čínské univerzity v Hong Kongu.

Zdroje: