Nová štúdia varuje

Nová štúdia varuje

Transplantácie fekálnej mikrobioty (FMT) boli ponúkané ako potenciálna liečba rôznych stavov, od zápalového ochorenia čriev, obezity a cukrovky 2. typu až po autizmus. Nový výskum Chicagskej univerzity však varuje pred rozšíreným používaním FMT kvôli nudným, nezamýšľaným zdravotným následkom pre príjemcov.

FMT zahŕňa prenos mikróbov v stolici zo zdravého človeka na chorého v nádeji na obnovenie zdravej rovnováhy v črevnom mikrobióme. Pretože stolica obsahuje primárne anaeróbne mikróby z hrubého čreva (t. j. nedokáže tolerovať kyslík), FMT môže spôsobiť maladaptáciu v črevnom ekosystéme, keď tieto baktérie kolonizujú tenké črevo a iné časti tráviaceho systému.

Pri pokusoch s myšami a štúdiách so vzorkami ľudského tkaniva vedci, ktorí vykonali novú štúdiu, zistili, že anaeróbne mikróby hrubého čreva nielen kolonizovali tenké črevo po jedinej transplantácii, ale pretrvávali tam aj mesiace. Tieto mikróby tiež upravili svoje nové črevné prostredie vo svoj prospech, „terraformovali“ ich spôsobom, ktorý spôsobil zmeny v metabolizme, správaní a energetickej rovnováhe príjemcu.

"Myslím si, že je to trochu budíček v tejto oblasti, že možno nechceme umiestniť mikróby z nílskych čriev do rôznych častí čreva, ktoré by tam nemali byť," povedal Orlando (Landon) Deleon, PhD, postdoktorandský výskumník v Uchicagu a hlavný autor novej štúdie zverejnenej v novej štúdii.bunka. "Pri navrhovaní dobrých terapeutík by sme si mali byť vedomí dôležitosti zosúladenia regionálnej mikrobioty s ich správnym prostredím, aby sme poskytli lepšie zdravotné výhody."

Obrovský a rozmanitý ekosystém

FMT je schválený iba Food and Drug Administration na liečbu opakujúcich sa infekciíClostridium difficile (C. diff)oportúnna baktéria, ktorá často spôsobuje závažné gastrointestinálne symptómy a zápaly u hospitalizovaných pacientov, ktorí mali antibiotiká. Pozrite si úspešnosť liečbyC. difPacienti, mnohí lekári dychtivo používajú FMT na liečbu iných tráviacich chorôb. Vedci chápu, že zdravie črevného mikrobiómu môže ovplyvniť všetky hlavné orgány a systémy tela. Myšlienka preto je, že nahradenie „chorého“ črevného mikrobiómu „zdravým“ by mohlo problém vyriešiť jedným ťahom.

Črevo však nie je len konzistentné prostredie s rovnakou mikrobiotou. Namiesto toho majú niekoľko odlišných oblastí, ktoré sú veľmi odlišnými mikrobiálnymi ekosystémami, z ktorých každý je prispôsobený špecifickým mikróbom, ktoré môžu poskytovať funkcie pre zdravie svojho hostiteľa.

V celom črevnom trakte sú mikróby a my prevažne vyšetrujeme len jeho poslednú tretinu (hrubé črevo). Ako teda môžete očakávať, že FMT s mikróbmi z tretiny črevného traktu skončí opravou zvyšku čreva? “

Orlando (Landon) Deleon, PhD, postdoktorandský výskumník v Uchicagu a hlavný autor novej štúdie

Na testovanie účinkov FMT na rôzne časti čreva Deleon, Eugene B. Chang, MD, Martin Boyer, profesor medicíny v Uchicagu a hlavný autor štúdie, a ich tím vykonali sériu experimentov s myšami. Jedna skupina myší dostala transplantát mikróbov z jejuna, prvej časti tenkého čreva. Druhá skupina dostala štandardnú FMT a tretia skupina dostala transplantát z céka, časti spájajúcej tenké a hrubé črevo, ktorá obsahuje zmes mikróbov z oboch.

Príjemcovia FMT sú zvyčajne najprv liečení antibiotikami, aby sa odstránili mikróby žijúce v čreve, čím sa ponechá čistý štít pre novotransplantované mikróby, aby sa usadili - niekedy na nesprávnych miestach. Testy ukázali, že mikróby z každého z týchto transplantátov úspešne kolonizovali celý črevný trakt u myší, nielen pôvodné výklenky. To vytvorilo regionálne črevné maladaptácie, ktoré pretrvávajú až tri mesiace po jednej transplantácii.

Zmenené mikrobiómy tiež zmenili produkciu metabolitov v každej črevnej oblasti, čo môže mať zdravotné účinky na hostiteľa. Vedci zaznamenali zmeny v metabolizme pečene, vrátane aktivity v génoch spojených s imunitnou funkciou. Pozorovali tiež rozdiely v stravovacom správaní, aktivite a výdaji energie u myší po transplantáciách.

Najvýraznejším zistením bolo, že nesprávne mikróby na nesprávnom mieste zmenili identitu tkaniva tak, aby bolo pre nich vhodnejšie. Deleon videl, že nesúlad zmenil expresiu génu a proteínu v črevnej výstelke spôsobom, ktorý sa viac podobal hladinám expresie z prirodzených alebo prirodzených oblastí čreva mikróbov.

"Je to, ako keby vytvárali alebo terraformovali svoje prostredie, aby vyhovovalo," povedal DeLeon.

„Omni-mikrobiálny“ prístup

Chang povedal, že tento výskum poukazuje na potrebu väčšej opatrnosti pri FMT, kým plne pochopíme dlhodobé účinky zavedenia radu mikróbov do nového prostredia.

"Nemáme absolútne žiadnu predstavu o tom, čo je vo FMT okrem toho, že je to kombinácia mikróbov," povedal Chang. "Ale aj jeden FMT vedie k zmene vo vzťahoch medzi hostiteľom a mikróbom v týchto veľmi odlišných oblastiach čreva, čo môže byť veľmi ťažké zvrátiť."

Deleon aj Chang namiesto toho obhajujú „omni-mikrobiálnu transplantáciu“ alebo OMT. Tento prístup by preniesol mikróby zo všetkých rôznych oblastí čreva, nielen z tých, ktoré sú väčšinou z hrubého čreva. Či už prostredníctvom endoskopie alebo vo forme piluliek, mikróby sa prirodzene usadzujú na správnych miestach, najmä keď súperia s ostatnými, ktorí bežne žijú v určitom regióne.

"Ak existuje otvorený priestor, niečo ho vyplní," povedal DeLeon. "Ale mikróby, ktoré by tam mali byť, sú na to vhodnejšie, takže ho zaplnia aj v prítomnosti iných mikróbov."

Deleon plánuje ďalej študovať, ako rôzne mikróby uplatňujú svoj vplyv v rôznych častiach čreva, pomocou rôznych prístupov, ako je jednobunkové sekvenovanie a metabolomika na sledovanie ich aktivity. Študuje tiež, ako môžu byť črevné oblasti, ktoré sú terraformované nesprávnym prispôsobením mikrobioty, obnovené do pôvodného stavu, čo by mohlo pomôcť obnoviť normálnu funkciu čriev. Takéto hlbšie pochopenie by mohlo viesť k zlepšeniu aplikácie mikrobiálnych transplantátov a v konečnom dôsledku im pomôcť splniť ich významný prísľub.

Štúdiu s názvom „Nesúlad regionálnej mikroflóry z transplantácií fekálnej mikroflóry podporujú pretrvávajúce mimocieľové dôsledky pre hostiteľa“ podporili Národné inštitúty zdravia/Národný inštitút diabetu a chorôb tráviaceho traktu a obličiek a Uchicago GI Research Foundation.

Medzi ďalších autorov patria 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 zo Stredozápadnej univerzity; a Zhilu Xu, Siew C. Ng, Francis KL Chan, Hein M. Tun a Qi Su z Čínskej univerzity v Hong Kongu.

Zdroje: