Nova studija upozorava

Nova studija upozorava

Transplantacije fekalne mikrobiote (FMT) hvaljene su kao potencijalni tretman za niz stanja, od upalne bolesti crijeva, pretilosti i dijabetesa tipa 2 do autizma. Međutim, novo istraživanje sa Sveučilišta u Chicagu upozorava na široku upotrebu FMT-a zbog dosadnih, nenamjernih zdravstvenih posljedica za primatelje.

FMT uključuje prijenos mikroba u stolici sa zdrave osobe na bolesnu osobu u nadi da će se uspostaviti zdrava ravnoteža u crijevnom mikrobiomu. Budući da stolice prvenstveno sadrže anaerobne mikrobe iz debelog crijeva (tj. ne podnose kisik), FMT može uzrokovati neprilagodbe u crijevnom ekosustavu kada te bakterije koloniziraju tanko crijevo i druge dijelove probavnog sustava.

U pokusima s miševima i studijama s uzorcima ljudskog tkiva, istraživači koji su proveli novu studiju vidjeli su da anaerobni mikrobi debelog crijeva ne samo da su kolonizirali tanko crijevo nakon jedne transplantacije, već su tamo i postojali mjesecima. Ti su mikrobi također modificirali svoja nova crijevna okruženja u svoju korist, "teraformirajući" ih na način koji je uzrokovao promjene u metabolizmu, ponašanju i energetskoj ravnoteži primatelja.

"Mislim da je to mali znak za uzbunu na terenu da možda ne želimo staviti nilske crijevne mikrobe u različite dijelove crijeva koji tamo ne bi trebali biti", rekao je dr. Orlando (Landon) Deleon, postdoktorand na Uchicagu i viši autor nove studije, objavljene u novoj studiji.ćelija. "Kada osmišljavamo dobru terapiju, trebali bismo biti svjesni važnosti usklađivanja regionalne mikrobiote s njihovim pravim okruženjem kako bismo pružili bolje zdravstvene prednosti."

Ogroman i raznolik ekosustav

FMT je odobren samo od strane Uprave za hranu i lijekove za liječenje ponavljajućih infekcijaClostridium difficile (C. diff)oportunistička bakterija koja često uzrokuje ozbiljne gastrointestinalne simptome i upale u hospitaliziranih pacijenata koji su primali antibiotike. Pogledajte uspjeh liječenjaC. razlPacijenti, mnogi su liječnici jedva čekali koristiti FMT za liječenje drugih probavnih bolesti. Istraživači shvaćaju da zdravlje crijevnog mikrobioma može utjecati na sve glavne organe i sustave u tijelu. Ideja je, dakle, da bi zamjena "bolesnog" crijevnog mikrobioma "zdravim" mogla riješiti problem jednim potezom.

Međutim, crijeva nisu samo dosljedno okruženje s istom mikrobiotom. Umjesto toga, oni imaju nekoliko različitih regija koje su vrlo različiti mikrobni ekosustavi, a svaki je prilagođen određenim mikrobima koji mogu osigurati funkcije za zdravlje svog domaćina.

Mikroba ima duž cijelog crijevnog trakta, a pretežito pregledavamo njegovu posljednju trećinu (debelo crijevo). Dakle, kako možete očekivati ​​da FMT s mikrobima iz trećine probavnog trakta na kraju popravi ostatak crijeva? “

Orlando (Landon) Deleon, doktor znanosti, postdoktorand na Uchicagu i glavni autor nove studije

Kako bi testirali učinke FMT-a na različite dijelove crijeva, Deleon, Eugene B. Chang, MD, Martin Boyer, profesor medicine na Uchicagu i viši autor studije, i njihov tim proveli su niz eksperimenata s miševima. Jedna skupina miševa dobila je transplantaciju mikroba iz jejunuma, prvog dijela tankog crijeva. Druga skupina je primila standardni FMT, a treća skupina je primila transplantat iz cekuma, dijela koji povezuje tanko i debelo crijevo koji sadrži mješavinu mikroba iz oba.

Primatelji FMT-a obično se najprije liječe antibioticima kako bi se uklonili mikrobi koji žive u crijevima, ostavljajući čistu površinu za novopresađene mikrobe da se nastane - ponekad na pogrešnim mjestima. Testovi su pokazali da su mikrobi iz svake od ovih transplantacija uspješno kolonizirali cijeli crijevni trakt miševa, a ne samo izvorne niše. To je stvorilo regionalne crijevne neprilagođenosti koje traju i do tri mjeseca nakon samo jedne transplantacije.

Izmijenjeni mikrobiomi također su promijenili proizvodnju metabolita u svakoj crijevnoj regiji, što može imati zdravstvene učinke na domaćina. Istraživači su uočili promjene u metabolizmu jetre, uključujući aktivnost gena povezanih s imunološkom funkcijom. Također su uočili razlike u prehrambenom ponašanju, aktivnosti i potrošnji energije kod miševa nakon transplantacije.

Najupečatljivije otkriće bilo je da su krivi mikrobi na krivom mjestu preoblikovali identitet tkiva kako bi ga učinili prikladnijim za njih. Deleon je vidio da je neusklađenost promijenila ekspresiju gena i proteina u sluznici crijeva na način koji je više sličio razinama ekspresije iz izvornih ili prirodnih crijevnih regija mikroba.

"Kao da projektiraju ili teraformiraju svoje okoline kako bi se uklopile", rekao je DeLeon.

“Omni-mikrobni” pristup

Chang je rekao da ovo istraživanje naglašava potrebu za više opreza u FMT-u prije nego što u potpunosti shvatimo dugoročne učinke uvođenja niza mikroba u novo okruženje.

"Nemamo pojma što je u FMT-u osim kombinacije mikroba", rekao je Chang. "Ali čak i jedan FMT rezultira promjenom u odnosima domaćina i mikroba u tim vrlo različitim regijama crijeva koju je vrlo teško preokrenuti."

I Deleon i Chang umjesto toga zagovaraju "omni-mikrobnu transplantaciju" ili OMT. Ovaj bi pristup prenio mikrobe iz svih različitih dijelova crijeva, a ne samo onih koji su uglavnom iz debelog crijeva. Bilo putem endoskopije ili u obliku tableta, mikrobi se prirodno naseljavaju na pravim mjestima, posebno kada se natječu s drugima koji inače žive u određenoj regiji.

"Ako postoji otvoren prostor, nešto će ga ispuniti", rekao je DeLeon. "Ali mikrobi koji bi tamo trebali biti bolje mu odgovaraju, pa će ga ispuniti čak i u prisutnosti drugih mikroba."

Deleon planira dalje proučavati kako različiti mikrobi vrše svoj utjecaj na različite dijelove crijeva, koristeći različite pristupe kao što su jednostanično sekvenciranje i metabolomika za praćenje njihove aktivnosti. Također proučava kako se crijevne regije koje su teraformirane pogrešnim prilagodbama mikrobiote mogu vratiti u svoje izvorno stanje, što bi moglo pomoći u ponovnom uspostavljanju normalne crijevne funkcije. Takvo dublje razumijevanje moglo bi dovesti do poboljšanja u primjeni mikrobnih transplantata i u konačnici im pomoći da ispune svoja značajna obećanja.

Studiju, "Neusklađenost regionalne mikrobiote iz transplantacije fekalne mikrobiote potiče trajne neciljane posljedice za domaćina", podržali su Nacionalni instituti za zdravlje/Nacionalni institut za dijabetes i probavne i bubrežne bolesti i Uchicago GI Research Foundation.

Dodatni autori su 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 i David T. Rubin iz Uchicaga; Julia Moore i Kristina Martinez-Guryn sa Sveučilišta Midwestern; i Zhilu Xu, Siew C. Ng, Francis KL Chan, Hein M. Tun i Qi Su s Kineskog sveučilišta u Hong Kongu.

Izvori: