МАДРІД, 29 (EUROPA PRESS)

кишечника

Дослідники з Університету штату Пенсільванія (США) виявили бактеріальний фермент, який стоїть за дисбалансом в мікробіомі кишечника, пов’язаний із хворобою Крона.

Нове дослідження, опубліковане в Інтернет-виданні Science Translational Medicine цього тижня, пропонує усунути значну частину бактерій в мікробіомі кишечника, а потім повторно ввести певний тип "хороших" бактерій, у яких відсутній цей відомий фермент. Як уреаза, це може бути ефективний підхід для кращого лікування цих станів.

"Оскільки в цьому процесі бере участь унікальний фермент, він може бути керованим рішенням", - говорить провідний автор дослідження Гері Д. Ву, заступник керівника досліджень у відділі гастроентерології Пенсінської медицини. "Ідея полягала б у тому, що ми могли б" спроектувати "склад мікробіоти якимось чином, що їй бракує, зокрема", - додає він.

Дисбаланс в мікробіомі кишечника - більше "поганий", ніж "хороший" бактерій - відомий як дисбактеріоз, який викликаний стресовими факторами, такими як запалення кишечника, антибіотики або дієта. Вважається, що дисбактеріоз кишечника сприяє хворобі Крона та іншим патологіям, але механізми, що лежать в основі цього взаємозв'язку, не до кінця вивчені. Хвороба Крона - це запальний розлад кишечника, яким страждає майже один мільйон дітей та дорослих у США.

У ході низки досліджень на людях та мишах дослідники виявили, що тип «поганих» бактерій, відомий як «протеобактерії», які живляться сечовиною, відходом, який може повернутися в товсту кишку, відіграв важливу роль у розвитку дисбіозу.

"Погані" бактерії, які містять фермент уреазу, перетворюють сечовину в аміак (азотний обмін), який потім реабсорбується бактеріями, виробляючи амінокислоти, які пов'язані з дисбіозом при хворобі Крона. "Хороші" бактерії можуть не реагувати подібним чином, і тому можуть служити потенційним терапевтичним підходом для маніпуляції мікробіомом до більш здорового стану та лікування захворювань.

"Дослідження має важливе значення, оскільки воно показує, що рух азоту в бактеріях є важливим процесом у розвитку дисбіозу. Детальніше про Ву. - Також виявляється, що використання одного ферменту може переконфігурувати весь склад мікробіоти кишечника". Дослідження було проведено Ву та його колегами з Penn Medicine та «Дитячої лікарні Філадельфії» (CHOP) в рамках програми «PennCHOP Microbiome» за фінансування Фонду Коліта та Крона.

РОЛЬ УРЕАСУ У МЕТАБОЛІЗМІ БАКТЕРІАЛЬНОГО АЗОТУ

Щоб дослідити роль метаболізму азоту в дисбіозі, вчені провели метаболомічний аналіз, що характеризує малі молекули у зразках калу у 90 хворих на хворобу Крона в рамках Педіатричного поздовжнього дослідження дієтичного складу та мікробіоти стільця (БУДЬ ЛАСКА, для її абревіатури англійською мовою) та 26 здорових діти.

Результати показали, що фекальні амінокислоти, які є результатом бактеріального обміну азоту, суттєво пов’язані з хворобою Крона, дисбіозом та великою кількістю «протеобактерій» у пацієнтів. Це змусило дослідників відстежувати активність метаболізму азоту на моделях мишей, щоб допомогти виявити механізми, які можуть бути мішенями для лікування захворювання.

Щоб показати, що уреаза регулює бактеріальний метаболізм азоту та призводить до дисбіозу, вибраний мікробіом потрібно було очистити, перш ніж мікробіота змогла бути сконструйована до певної конфігурації. Раніше вчені показали, що миші, які раніше отримували антибіотики (ванкоміцин та неоміцин) та поліетиленгліколь (ПЕГ), засіб для очищення кишечника, що використовується пацієнтами для підготовки до колоноскопії, значно зменшили бактеріальне навантаження, достатньо для того, щоб створити можливість для них новоствореним встановлено бактеріальне співтовариство.

Використовуючи цей підхід, у поточному дослідженні автори показали, що щеплення попередньо оброблених мишей одним видом бактерій, `` Escherichia coli '', зафіксувало значні зміни мікробіому кишечника, залежно від присутності уреази. Миші, яким вводили E. coli 'з негативною уреазою не розвинув дисбіозу, тоді як у мишей з' E. coli 'з позитивною уреазою. Уреаза-позитивна «кишкова паличка» також посилювала коліт у мишей.

Подібно до мишей, лікування п’яти людей тими самими двома антибіотиками та ПЕГ також успішно зменшило бактеріальне навантаження в їх кишковому тракті у 100 000 разів, що припускає, що, можливо, можливо розробити склад мікробіоти кишечника у пацієнтів із запальним захворюванням кишечника.

"Тепер, коли ми можемо ефективно зменшити бактеріальне навантаження на людину, можна спроектувати мікробіоти в іншій конфігурації, подібно до того, що ми досягли у мишей", - сказав Ву. "Хоча ми зараз ближчі, все ще є ще багато роботи ".

Насправді команда Penn and CHOP проводить терапевтичне клінічне випробування у пацієнтів з рефрактерною хворобою Крона, використовуючи підхід, орієнтований на дані цього дослідження, який фокусується на глибокій зміні мікробіоти кишечника. "Результати цього дослідження та аналіз зібраних біозразків стануть важливим першим кроком у побудові технологічної платформи для розробки корисного складу мікробіоти кишечника з метою лікування запальних захворювань кишечника", підсумовує Ву.