Der ökologische Rahmen sagt Schlüsselfaktoren voraus, die die Wirksamkeit von FMT . bestimmen

Wir denken vielleicht nicht oft darüber nach, Unser Darm beherbergt jedoch ein komplexes Ökosystem von Mikroorganismen, die eine entscheidende Rolle bei unserer Funktionsweise spielen. Das System ist empfindlich – eine kleine Änderung kann eine große Veränderung im Mikrobiom bewirken, mit schwerwiegenden Folgen.

Wenn eine Person ein Antibiotikum einnimmt, es kann mehrere Bakterienarten auslöschen und dieses empfindliche Gleichgewicht aus dem Gleichgewicht bringen. Clostridioides difficile ist ein häufiger Erreger, der eine gestörte Darmmikrobiota besiedelt. Fäkale Mikrobiota-Transplantation (FMT), bei dem Stuhl eines gesunden Spenders in den Dickdarm eines Empfängers transplantiert wird, ist eine erfolgreiche Behandlung für wiederkehrende C. schwierig Infektion (rCDI). In einer kürzlich veröffentlichten Studie Forscher des Brigham and Women's Hospital untersuchen, wie die Dynamik von Bakterienarten den Erfolg der FMT bei der Behandlung von rCDI beeinflussen kann. In Naturkommunikation , Das Team präsentiert einen Algorithmus zur Entwicklung personalisierter probiotischer Cocktails für Patienten mit ungesunden Darmmikrobiomen aufgrund von rCDI.

Die Entwicklung eines probiotischen Cocktails ist eine Herausforderung. Alle Arten des Cocktails interagieren in einem komplizierten Netzwerk. Wenn wir uns eine Spezies ansehen, die das Wachstum von . direkt hemmt C. schwierig , wir müssen auch sicherstellen, dass es nicht indirekt das Wachstum von . fördert C. schwierig durch Interaktionen mit anderen Spezies im Cocktail."

Yang-Yu-Liu, Doktortitel, AssistenzprofessorIn, Medizinische Fakultät, Brigham und Frauenkrankenhaus

C. schwierig wird über den fäkal-oralen Weg übertragen – schlechte Hygiene oder die Verunreinigung der Nahrungs- oder Wasserversorgung – und ist auf der ganzen Welt verbreitet. Obwohl C. schwierig wird normalerweise keinen gesunden Dickdarm besiedeln, es kann in einem durch Antibiotika gestörten Darm ungehindert wachsen. rCDI spricht nicht auf Standardantibiotika an und kann daher bei Patienten erneut auftreten, erhöht das Risiko jedes Mal. Es wurde gezeigt, dass FMT etwa 80 Prozent der rCDI-Fälle heilt, die nicht auf Antibiotika ansprachen.

Die Forscher begannen mit der Modellierung einer mikrobiellen Gemeinschaft und der Simulation des FMT-Prozesses zur Behandlung von rCDI. Nächste, Sie schätzten, wie effektiv FMT bei der Wiederherstellung der gesunden Darmmikrobiota des Empfängers wäre. Das Team analysierte dann reale Daten eines Mausmodells und von menschlichen Patienten, um die Modellierung zu validieren.

Das theoretische Modell half dem Team vorherzusagen, welche Faktoren die Wirksamkeit von FMT bestimmen. Sie erfuhren, dass die Wirksamkeit von FMT mit zunehmender Artenvielfalt des Darmmikrobioms der infizierten Person abnimmt. Das Team entwickelte auch einen Optimierungsalgorithmus, um einen personalisierten probiotischen Cocktail zu entwerfen, der Personen mit rCDI hilft. Der Algorithmus basiert auf einer ökologischen Theorie, die einen Cocktail mit der minimalen Anzahl von Bakterienarten entwirft, unter Berücksichtigung des komplizierten ökologischen Netzwerks der Arten. Die personalisierten probiotischen Cocktails enthalten Arten, die wirksame Hemmstoffe von C. schwierig und kann Patienten mit rCDI verabreicht werden, um ihre Darmmikrobiota wiederherzustellen.

„Wir haben jetzt ein ökologisches Verständnis von FMT – warum es funktioniert und warum es bei rCDI manchmal versagt, ", sagte Liu. "Wir können voranschreiten, um die Wirksamkeit von FMT besser zu verstehen und wie wir sie zur Behandlung anderer Krankheiten einsetzen können, die mit einer gestörten Mikrobiota verbunden sind. wie IBD, Autismus und Fettleibigkeit."

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