Obnova črevesnih mikrobov lahko izboljša disbiozo, povzročeno z antibiotiki, in prepreči kolitis pri miših

Nova študija na Univerzi v Chicagu je pokazala, da je treba obnoviti eno samo mikrobno vrsto - Bacteroides sp. CL1-UC (Bc)-do črevesnega mikrobioma v ključnem razvojnem času lahko prepreči kolitis, ki ga povzroča antibiotik, pri mišjem modelu stanja. Rezultati, objavljeno 7. junija v Gastroenterologija , imajo velike posledice za ljudi, ki se spopadajo z vnetno črevesno boleznijo (KVČB), in poudarjajo vpliv izpostavljenosti v zgodnjem otroštvu na zdravje vse življenje.

Predhodne študije pri bolnikih so pokazale, da lahko izpostavljenost antibiotikom v zgodnjem življenju izkrivi črevesni mikrobiom, povzroča disbiozo, ali neravnovesje mikrobne populacije v črevesju, kar je povezano z večjim tveganjem za razvoj KVČB pri otrocih.

Vemo, da vrste mikrobov, ki ste jim izpostavljeni v zgodnjem življenju, dejansko določajo, kako se razvija vaš imunski sistem. Naš imunski sistem se nauči prepoznati sebe, in bilijoni mikrobov v našem črevesju - tudi oni smo 'mi', zato se mora naš imunski sistem naučiti prenašati te organizme, tako kot prenaša naše lastne celice. Zgodnja izpostavljenost antibiotikom lahko izkorenini nekatere organizme, ki so bistveni za izobraževanje imunskega sistema za razvoj imunske tolerance. "

Eugene Chang, MD, Višji avtor, Martin Boyer, profesor medicine, UChicago

Zaradi izzivov pri izvajanju tovrstnih študij pri ljudeh, raziskovalci so se odločili za uporabo skupnega modela za preučevanje kolitisa:miši, ki nimajo gena, znanega kot IL-10 (IL-10-/-). "Ta model miši je bil ugotovljen kot genetsko dovzeten za KVČB, in vemo, da ima črevesni mikrobiom odločilno vlogo pri razvoju kolitisa v tem modelu, "je dejal prvi avtor Jun Miyoshi, MD, Doktor znanosti, višji docent na Oddelku za gastroenterologijo in hepatologijo na Medicinski fakulteti Univerze Kyorin, in nekdanji podoktorski učenjak na UChicagu.

Medtem ko se pri teh miših le redko razvije spontani kolitis brez posega v čisto okolje, če so njihove matere med nosečnostjo in dojenjem izpostavljene antibiotikom, moten mikrobiom se lahko že v zgodnji mladosti prenese na mladiče. Približno 30% mladičev s tem navpično prenesenim motenim mikrobiomom razvije kolitis.

Raziskovalci so uporabili tehniko, znano kot metagenomsko sekvenciranje puške, za pregled fekalnih mikrobiomov miši IL-10-/-, ki so imeli z antibiotiki povzročeno disbiozo, poleg nezdravljene kontrolne skupine, in identificirati posebne mikrobne vrste, ki bi lahko razlikovale obe skupini. To jih je pripeljalo do članov bakterijske vrste Bacteroides.

En namig o pomembnosti vrste je bil, da je Bacteroides zelo veliko v mikrobiomih neobdelanih miši, vendar pri miših, ki so bile izpostavljene antibiotikom, popolnoma primanjkuje. Kaj je več, raziskovalci nikoli niso videli bakteroidov pri zdravljenih miših, pri katerih ni prišlo do razvoja kolitisa - vendar so pogosto našli bakteroide v črevesju miši, ki so se končale s tem stanjem.

"Te bakterije so bile izkoreninjene z zgodnjo izpostavljenostjo antibiotikom in so bile bistvene za izobraževanje imunskega sistema pri razvoju imunske tolerance, "je dejal Chang." Ko so te miši kasneje dobile bakterijo, njihov imunski sistem tega še ni videl. Šlo je za tuje, ne kot jaz, in njihov imunski sistem se je na to odzval. "

Da bi ugotovili, ali bi obnova pomembnih bakteroidov nazaj v mikrobiom lahko popravila disbiozo, so raziskovalci izpopolnili posebno bogato vrsto, znano kot Bacteroides sp. CL1-UC (Bc). Poskušali so dodati Bc nazaj v mikrobiome miši z disbiozo v dveh časovnih obdobjih:okoli dojenčka (starost treh tednov) in odraslosti (starost 11 tednov).

Vcepljanje Bc v mlajše miši, v kritičnem obdobju razvoja imunskega sistema, odpravili disbiozo in preprečili kolitis, vendar dodajanje Bc odraslim mišem ni moglo popraviti disbioze, in celo poslabšal njihov kolitis.

"To kaže, da manjkajočih bakterij ne morete preprosto obnoviti v nobenem trenutku, mora imeti v določenem času v zgodnjem življenju, da ima ugoden učinek, "je rekel Chang." Pri mladih živalih vemo, da se imunski sistem razvija, naivno je, tega se je treba naučiti, in se uči z izpostavljenostjo določenim vrstam mikrobov. Na nek način, podobno je alergiji na arašide - zgodnja izpostavljenost antigenu lahko prenaša imunski sistem, da se izogne ​​alergiji na arašide, vendar se mora to zgoditi v zelo omejenem oknu. "

Raziskovalci so bili presenečeni, ko so izvedeli, da je obnova enega samega mikroba dovolj za odpravo vseživljenjske disbioze, in poudaril, kako lahko sorazmerno majhne spremembe dramatično vplivajo na sistem. "To je kot visoka drevesa amazonskega deževnega gozda, "je rekel Chang." Potrebujete visoka drevesa, ker če jih nimaš, spodnji ekosistem se ne more pravilno razvijati. Če pa imate postavljena ta drevesa, preostali del ekosistema bo cvetel. "

Rezultati so tudi v nasprotju s priljubljenimi teorijami o izvoru KVČB. "Obstaja napačno prepričanje, da kolitis povzroča klasični patogen, kot salmonela, in znanstveniki so leta iskali krivca, "je dejal Chang." Toda naši podatki kažejo, da te bolezni povzročajo naši lastni komenzalni mikrobi. Prisotni so v normalnem stanju, zdrav mikrobiom, vendar ob pravih okoliščinah in priložnostih, lahko se spremenijo v mikrobe, ki spodbujajo bolezni. "

Čeprav je bila ta zgodnja študija dokaz koncepta, če se rezultati prevedejo na ljudi, učinki valovanja bodo verjetno daljnosežni. "To kaže, da bomo verjetno morali premisliti o svojem pristopu do tovrstnih kompleksnih imunskih motenj, "je dejal Chang." Vidimo, da se tveganje razvija že zgodaj v življenju-tudi v maternici-zato ima to posledice za prakse, kot so carski rez in hranjenje z umetno formulo, ki lahko vplivajo na mikrobe, ki jim je dojenček izpostavljen. Kaj mi to pove, kot zdravniki, moramo preusmeriti svoje razmišljanje ne na tisto, kar je neposredno pred temi boleznimi, ampak na tisto, kar se zgodi zgodaj v življenju. Tam moramo posredovati pri teh bolnikih. "

• Mednarodni popotniki lahko poberejo gene protimikrobne odpornosti, specifične za določeno destinacijo,
• Redhill Biopharma napoveduje zaključek vpisa v študijo COVID-19 druge faze opaganiba 2/3