Nová technika deteguje nové kmene mikróbov v ľudskej fekálnej mikrobiote po chirurgickom zákroku na obezite

Použitím unikátnej bioinformatickej techniky vyvinutej na University of Alabama v Birminghame, Vedci z UAB zistili chirurgický zákrok na vzniku nových kmeňov mikróbov v ľudskej fekálnej mikrobiote. Tieto nové kmene sa objavili po chirurgickom narušení žalúdka a horného tenkého čreva. Naproti tomu vedci zistili, že kmene fekálnej mikrobioty ľudského čreva sa podobajú kmeňom, ktoré boli nájdené pred chirurgickým zákrokom po chirurgickom zákroku v hrubom čreve, čo je dolná časť gastrointestinálneho traktu, alebo GI, trakt.

Vedci z UAB študovali pacientov podstupujúcich dva typy operácií na obezite-Roux-en-Y gastrický bypas a sleeve gastrektómiu. Pri rukávovej gastrektómii, veľkosť žalúdka sa zníži. Žalúdočný bypass Roux-en-Y tiež znižuje veľkosť žalúdka, ktorý prijíma potravu, ale dodatočne vytvára chirurgický bypass zvyšku žalúdka a prvej časti tenkého čreva.

„Naše výsledky ukazujú, že keď zmeníte horný GI trakt chirurgickým zákrokom na obezitu, zmeníte aj črevné prostredie, čo má za následok vznik nových kmeňov mikróbov, “povedal Casey Morrow, Ph.D., vedúci výskumného tímu a emeritný profesor na oddelení buniek UAB, Vývojová a integratívna biológia. „V mikrobiálnej súťaži o živiny a priestor v GI trakte, víťazmi sú nové kmene, ktoré sú konkurencieschopnejšie v novom prostredí GI traktu. "

Schopnosť informatickej techniky rozlišovať medzi jednotlivými kmeňmi rovnakého druhu napreduje v analýze ľudskej črevnej mikrobioty a v tom, ako chirurgický zákrok môže zmeniť mikrobiálne spoločenstvo. Ľudská mikrobiota pozostáva prevažne z 500 až 1, 000 bakteriálnych druhov, ktoré majú predovšetkým priaznivý vplyv na ľudské zdravie, vrátane modulácie imunitného systému a vplyvov na metabolizmus hostiteľa a vývoj orgánov. Predchádzajúce štúdie mikrobioty dokázali určiť zmeny v relatívnom zastúpení rôznych druhov po operácii obezity, ale nedokázali rozoznať, či to môže byť spôsobené nahradením jedného kmeňa konkrétneho druhu iným kmeňom toho istého druhu.

V roku 2017, vedci UAB použili svoju techniku-nazývanú jednonukleotidový variant podobnosti založenej na okne, alebo WSS - ukázať prvý priamy dôkaz, že fekálne darcovské mikróby zostali u príjemcov mesiace alebo roky po fekálnych transplantáciách na liečbu pacientov s rekurentnými infekciami Clostridium difficile.

Pre správu uverejnenú v Časopis o ľudskom mikrobiome v decembri, Morrow a kolegovia analyzovali vzorky výkalov odobraté pacientom pred a jeden až dva roky po operácii obezity. Štúdia zahŕňala 18 pacientov, ktorí podstúpili Roux-en-Y žalúdočný bypass a šesť pacientov, ktorí absolvovali rukávovú gastrektómiu.

Keď sa porovnávali vzorky pred a po fekáliách pre dve skupiny pacientov s chirurgickým zákrokom s obezitou, iba 65 percent skóre WSS Roux-en-Y a 75 percent skóre WSS rukávovej gastrektómie bolo nad hraničnou hranicou, ktorá identifikuje príbuzné páry. To znamenalo, že pre 35 percent párov mikrobioty Roux-en-Y a 25 percent párov rukávovej gastrektómie, nastali zmeny z jedného mikrobiálneho kmeňa bakteriálneho druhu na iný kmeň, a v niektorých prípadoch tieto zmeny v mikrobiálnej komunite pretrvávali jeden až dva roky po operáciách. U väčšiny boli identifikované viacnásobné zmeny v kmeňoch mikróbov rôznych bakteriálnych druhov, ale nie všetky, pacientov s operáciou obezity.

Naproti tomu pre päť chirurgických pacientov, ktorí prišli o segmenty sigmoidálneho hrubého čreva, ktorý je blízko konca GI traktu, 97 percent skóre WSS porovnávajúcich vzorky pred a po operácii bolo nad hranicou, indikujúce stabilné kmene v priebehu času, napriek operáciám. Traja z týchto pacientov vykazovali jediný nový kmeň mikróbov v konkrétnom bakteriálnom druhu. Ostatní dvaja nemali žiadne nové kmene. Týchto 97 percent je podobných stabilite črevnej mikrobioty pozorovanej počas jedného alebo dvoch rokov u ľudí, ktorí nemali operáciu.

„Naša štúdia popisuje, prvýkrát, vznik nových kmeňov mikróbov vo fekálnom spoločenstve po zmene horného gastrointestinálneho traktu, „Povedal Morrow.“ S najväčšou pravdepodobnosťou pôvod nových kmeňov vo fekálnom spoločenstve sú tkanivové mikrobiálne spoločenstvá tenkého čreva. Keďže operácia mala za následok trvalé fyziologické zmeny, nové kmene mikróbov odrážajú reakciu na tieto environmentálne zmeny v GI trakte. "

„V širšom zmysle, "Morrow povedal, "Uvedomenie si toho, že ľudia môžu uchovávať viac kmeňov rovnakých mikróbov, nám poskytuje nové ocenenie pre komplexnosť ľudskej mikrobiálnej komunity GI. Posilňuje to dôležitosť našich prebiehajúcich štúdií s cieľom preskúmať vplyv iných ošetrení narúšajúcich mikrobiómy," ako sú antibiotiká a chemoterapia rakoviny, majú štruktúru mikrobiálnej komunity v gastrointestinálnom trakte. “

• Štúdia nachádza jednoduché riešenie bežných problémov s črevom
• CytoReason uzatvára zmluvu o spolupráci v oblasti objavovania liekov so spoločnosťou Pfizer