Модификация кишечного микробиома поможет в лечении ВЗК

Фермент уреаза может негативно влиять на микрофлору кишечника, приводя к развитию ВЗК. Опробованный на мышах метод "конструирования" состава микробиоты принес положительные результаты.

0
399
просм.
Иллюстрация кишечных бактерий
Иллюстрация кишечных бактерий

Исследователи Penn Medicine обнаружили бактериальный фермент, приводящий к  дисбалансу кишечного микробиома и который может быть связан с болезнью Крона (БК).

Новое исследование, опубликованное в Science Translational Medicine, предполагает, что “зачистка” кишечной микрофлоры и последующее ее “наполнение” определенным типом бактерий, в которых отсутствует уреаза (гидролитический фермент из группы амидаз) может помочь в лечении болезни Крона.

Поскольку уреаза участвует в процессе разрушения нормального состояния кишечного микробиома, предлагаемое нами решение действительно может помочь людям с БК.

Мы могли бы “сконструировать” такой состав микробиоты, который пойдет на пользу больным воспалительными заболеваниями кишечника.

Gary D. Wu, доктор медицинских наук в Медицинской школе Перельмана, Университет Пенсильвании

Дисбаланс в кишечном микробиоме (состояние, при котором “плохие” бактерии превалируют над “хорошими”, также известное как дисбактериоз), возникает в результате воздействия на организм внешних факторов, включая стресс, нарушение целостности слизистой оболочки толстого кишечника, антибиотики или неправильное питание. Считается, что дисбактериоз кишечника подпитывает болезнь Крона и другие заболевания, но механизмы, лежащие в основе этих “взаимоотношений”, не до конца изучены.

В ходе исследований было обнаружено, что тип патогенных бактерий, известных как Протеобактерии, могут принимать участие в развитии дисбактериоза.

“Плохие” бактерии, которые питают уреазу, позволяют последнему катализировать расщепление мочевины на аммиак и углекислый газ и затем реабсорбироваться, чтобы синтезировать аминокислоты, которые и связаны с дисбактериозом при болезни Крона. “Хорошие” бактерии не подвержены всему этому процессу и, таким образом, могут стать потенциальным терапевтическим подходом для “конструирования” нормального микробиома и лечения воспалительных заболеваний кишечника.

Исследование показывает, что движение азота в бактерии является важным процессом в развитии дисбактериоза. Это также доказывает, что всего лишь один фермент может переконфигурировать весь состав микробиоты кишечника.

Gary D. Wu, доктор медицинских наук в Медицинской школе Перельмана, Университет Пенсильвании

Исследование проводилось Gary D. Wu и его коллегами из Penn Medicine и Детской больницы Филадельфии (CHOP) в рамках программы PennCHOP Microbiome при финансовой поддержке CCFA.

Чтобы исследовать роль метаболизма азота при дисбактериозе, исследователи провели анализ метаболомиков, характеризующий малые молекулы в фекальных образцах 90 пациентов Детской больницы Филадельфии с болезнью Крона и 26 здоровых детей.

Результаты показали, что фекальные аминокислоты, являющиеся результатом метаболизма бактериального азота, присутствовали в значительном количестве у детей с болезнью Крона, с дисбактериозом и с обилием Протеобактерий. Это заставило исследователей отслеживать активность метаболизма азота в моделях мыши, чтобы помочь выявить механизмы, которые могут впоследствии стать терапевтическими мишенями.

Чтобы доказать, что уреаза регулирует бактериальный метаболизм азота и приводит к дисбактериозу, микробиом должен быть изначально “свободным” от этого фермента.

Исследователи взяли для эксперимента мышей, предварительно обработанных антибиотиками (ванкомицином и неомицином) и полиэтиленгликолем (присутствует во многих препаратах, используемых для очистки кишечника перед колоноскопией), чтобы дать возможность будущим бактериям “с нуля” воссоздать кишечную микрофлору.

В ходе исследования стало ясно, что инокуляция предварительно обработанных мышей Escherichia coli значительно изменяла микробиом кишечника в зависимости от наличия уреазы. Мыши, инъецированные уреаза-отрицательной Escherichia coli, не приводили к дисбактериозу, в отличие от мышей с уреазо-положительной Escherichia coli. Более того, уреаза-положительная Escherichia coli приводила к развитию воспаления в кишечнике.

Подобно мышам, подготовка пяти человек теми же двумя антибиотиками и полиэтиленгликолем также успешно привела кишечный микробиом в “нулевое” состояние.

Теперь, когда мы можем “обнулять” у людей их кишечный микробиом, у нас есть возможность сделать его, по сути, каким захотим. Но, несмотря на все. чего мы достигли, нам предстоит провести еще не одно исследование в этом направлении.

Gary D. Wu, доктор медицинских наук в Медицинской школе Перельмана, Университет Пенсильвании

В настоящее время PennCHOP Microbiome проводят терапевтическое клиническое исследование у пациентов с рефрактерной болезнью Крона, используя стратегию, основанную на данных этой работы, в котором основное внимание уделяется глубокому изменению микробиоты кишечника.

Результаты нашего исследования и анализ собранных данных станут первым шагом в создании технологической платформы для разработки полезного состава микробиоты кишечника и, тем самым, лечения воспалительных заболеваний кишечника.

Gary D. Wu, доктор медицинских наук в Медицинской школе Перельмана, Университет Пенсильвании

Модификация кишечного микробиома поможет в лечении ВЗК
4.9 (98.18%) 11 голосов
Поделиться

КОММЕНТИРОВАТЬ

Please enter your comment!
Please enter your name here