Økologiske rammer forudsiger nøglefaktorer, der bestemmer effekten af ​​FMT

Vi tænker måske ikke ofte over det, men vores tarm er hjemsted for et komplekst økosystem af mikroorganismer, der spiller en kritisk rolle i, hvordan vi fungerer. Systemet er delikat - en lille ændring kan forårsage et større skift i mikrobiomet, med alvorlige konsekvenser.

Når en person tager et antibiotikum, det kan udslette flere bakteriearter og smide denne sarte balance ud af kilter. Clostridioides difficile er et almindeligt patogen, der koloniserer en forstyrret tarmmikrobiota. Fækal mikrobiotatransplantation (FMT), hvor afføring fra en sund donor transplanteres ind i tyktarmen hos en modtager, er en vellykket behandling for tilbagevendende C. difficile infektion (rCDI). I en nylig offentliggjort undersøgelse, forskere fra Brigham og Women's Hospital undersøger, hvordan dynamikken i bakteriearter kan påvirke succesen med FMT i behandlingen af ​​rCDI. I Naturkommunikation , teamet præsenterer en algoritme til at designe personlige probiotiske cocktails til patienter med usunde tarmmikrobiomer på grund af rCDI.

At designe en probiotisk cocktail er udfordrende. Alle arterne i cocktailen interagerer i et kompliceret netværk. Når vi ser på en art, der direkte hæmmer væksten af C. difficile , vi skal også sikre os, at det ikke indirekte fremmer vækst af C. difficile gennem interaktioner med andre arter i cocktailen. "

Yang-Yu Liu, Ph.d., Assisterende professor, Institut for Medicin, Brigham og Women's Hospital

C. difficile overføres via fækal-oral vej-dårlig hygiejne eller forurening af mad eller vandforsyning-og findes over hele verden. Selvom C. difficile vil typisk ikke kolonisere en sund tyktarm, det kan vokse ukontrolleret i en tarm, der er blevet forstyrret på grund af antibiotika. rCDI reagerer ikke på standard antibiotika og kan derfor gentage sig hos patienter, øge risikoen hver gang. FMT har vist sig at helbrede omkring 80 procent af rCDI -tilfælde, der ikke reagerede på antibiotika.

Forskerne begyndte med at modellere et mikrobielt samfund og simulere FMT -processen til behandling af rCDI. Næste, de vurderede, hvor effektiv FMT ville være ved at genoprette modtagerens sunde tarmmikrobiota. Teamet analyserede derefter virkelige data fra en musemodel og fra menneskelige patienter for at validere modelleringen.

Den teoretiske model hjalp teamet med at forudsige, hvilke faktorer der bestemmer effekten af ​​FMT. De lærte, at FMT -effekten falder, efterhånden som artsdiversiteten i den inficerede persons tarmmikrobiom stiger. Teamet udviklede også en optimeringsalgoritme til at designe en personlig probiotisk cocktail for at hjælpe personer med rCDI. Algoritmen er baseret på økologisk teori, der designer en cocktail med det mindste antal bakteriearter, samtidig med at man har det komplicerede økologiske netværk af arterne i tankerne. De personlige probiotiske cocktails indeholder arter, der er effektive hæmmere af C. difficile og kan administreres til patienter med rCDI for at genoprette deres tarmmikrobiota.

"Vi har nu en økologisk forståelse af FMT - hvorfor det virker, og hvorfor det nogle gange fejler for rCDI, "sagde Liu." Vi kan komme videre for bedre at forstå effekten af ​​FMT og hvordan vi kan bruge det til at behandle andre sygdomme forbundet med forstyrret mikrobiota, såsom IBD, autisme og fedme. "

• AGA hvidbog giver en køreplan for screening af kolorektal cancer
• Antioxidanter i kosten kan øge risikoen for tarmkræft,