Neuartiges mikrobiombasiertes Diagnosetool kann Leberfibrose identifizieren,

Zirrhose Chronische Lebererkrankungen stellen ein großes globales Problem der öffentlichen Gesundheit dar, von dem schätzungsweise 844 Millionen Menschen betroffen sind. nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation. Es gehört zu den häufigsten Todesursachen in Australien, Großbritannien und den Vereinigten Staaten.

Zur selben Zeit, es ist sowohl schwierig zu handhaben, als auch es gibt keine von der FDA zugelassene antifibrotische Lebertherapie. Das Mikrobiom – eine komplexe Ansammlung von Mikroben, die den Darm bewohnen – kann ein unerwarteter Gesundheitsindikator sein.

Jetzt, ein kollaboratives Team von Wissenschaftlern des Salk Institute und der UC San Diego hat ein neuartiges mikrobiombasiertes Diagnosewerkzeug entwickelt, das mit der Genauigkeit der besten Ärzte, identifiziert schnell und kostengünstig Leberfibrose und Leberzirrhose in über 90 Prozent der Fälle bei menschlichen Patienten.

Die nicht-invasive Methode basiert auf einem Algorithmus zur Analyse von Stuhlproben von Patienten – die Spuren von dem, was im Darm lebt – enthalten und könnte zu einer verbesserten Patientenversorgung und Behandlungsergebnissen bei Lebererkrankungen führen. wie online am 30. Juni beschrieben, 2020 in Zellstoffwechsel .

Das Mikrobiom ist ein dynamischer lebender Sensor für kleine Veränderungen der Gesundheit und Krankheit im Körper, und als solche, es liefert eine genaue Anzeige der Körpergesundheit. Da diese Diagnose schnell und kostengünstig ist, es könnte etwas sein, das weit verbreitet ist, vor allem in den vielen Bereichen, in denen es an Fachkliniken und Ärzten mangelt. Einfach gesagt, Es könnte ein echter Game Changer sein, mit weltweiten Auswirkungen."

Ronald Evans, Co-korrespondierende Studienautorin und Professorin,

Evans ist auch Inhaber des March of Dimes Chair.

Die nichtalkoholische Fettlebererkrankung (NAFLD) ist weltweit die häufigste Ursache für chronische Lebererkrankungen und kann zu Leberfibrose und -zirrhose und möglicherweise zu Krebs fortschreiten. wenn die Leber beginnt, Narbenbildung und Zelltod zu erleiden.

Aber diagnostische Werkzeuge für Leberfibrose und -zirrhose fehlen. Biopsien sind invasiv und können verletzte Bereiche der Leber übersehen, und MRTs sind teuer und in ländlichen Gebieten oft nicht verfügbar.

Um diesen Herausforderungen zu begegnen, Das Forschungsteam erforschte das Mikrobiom, um den dringenden Bedarf an einem neuen Test zur Identifizierung von Risikopatienten zu decken.

„Wir wollten ein universelles, nicht-invasiver Test auf Leberfibrose und -zirrhose basierend auf einer „Mikrobiom-Signatur“ der Krankheit, " sagt Michael Downes, ein leitender Wissenschaftler von Salk und Mitautor der Studie.

In Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern der UC San Diego Department of Medicine, Das Team optimierte eine Computermethode namens Machine Learning, um eine komplexe Krankheitssignatur basierend auf 19 Bakterienarten aufzudecken, die in den Stuhlproben einer Patientengruppe vorhanden sind.

Die Signatur setzt sich aus den unterschiedlichen Mengen an Bakterien zusammen, Erstellen eines universellen Fingerabdrucks zur Identifizierung von Leberfibrose und -zirrhose.

Die Studie umfasste 163 klinische Proben sowohl von gesunden als auch von kranken Familienmitgliedern, um Variablen zu identifizieren, die auf eine Lebererkrankung hindeuten.

Unter Verwendung von Daten aus dem genetischen Profiling des Mikrobioms und von Metaboliten aus den Stuhlproben, die Forscher entdeckten eine Mikrobiom-Signatur, die mit 94-prozentiger Genauigkeit mit einer Zirrhose-Diagnose in Verbindung gebracht wurde.

Die Mikrobiom-Signatur könnte auch das Stadium der Leberfibrose bestimmen, Dies könnte es Ärzten ermöglichen, Patienten nach ihrem Krankheitsstadium einzustufen und Behandlungsstrategien zu verbessern.

„Diese Ergebnisse zeigen, dass es möglich ist, mithilfe von maschinellem Lernen eine universelle Signatur zu identifizieren, die für die genaue Diagnose einer Krankheit verwendet werden kann. wie Leberzirrhose, " sagt Tae Gyu Oh, Erstautor des Papiers und Postdoktorand im Evans-Labor.

"Die von uns gefundenen Muster spiegeln die Komplexität des Mikrobioms wider und wie sich die Darmgesundheit wahrscheinlich auf Krankheiten auswirkt."

Anschließend wandten die Forscher ihre Mikrobiom-Signatur auf zwei unabhängige Patientenpopulationen aus China und Italien an.

Die Unterschrift des Teams konnte bei über 90 Prozent der Patienten eine Zirrhose genau identifizieren. die die Leistungsfähigkeit und Genauigkeit des Algorithmus über verschiedene Genetiken und Diäten hinweg validiert.

"Es ist bemerkenswert, dass eine Darmmikrobiom-Signatur, die von Patienten mit Zirrhose in Südkalifornien stammt, in der Lage war, eine Zirrhose in zwei unabhängigen Kohorten mit Wohnsitz in China und Italien vorherzusagen."

„Es spricht für die neuen Entdeckungen, die in der Rolle des Darmmikrobioms bei der Diagnose und Risikostratifizierung von Lebererkrankungen noch zu realisieren sind. " sagt Rohit Loomba, Co-korrespondierender Autor und Direktor des NAFLD Research Center an der UC San Diego School of Medicine.

"Ich denke, die Leistungsfähigkeit des Mikrobioms als diagnostisches Werkzeug wird erst langsam erkannt."

In der Zukunft, Die Wissenschaftler werden den ursächlichen Zusammenhang zwischen dem Mikrobiom und der Lebererkrankung untersuchen, indem sie testen, ob die Wiederherstellung von Teilen des Mikrobioms zu einer Rückbildung der Krankheit führt oder die Entfernung bestimmter Bakterien diese verschlimmert.

Das Team hofft auch, dass dieser Ansatz verwendet werden kann, um weitere Krankheiten zu charakterisieren, wie entzündliche Darmerkrankungen, Darmkrebs, Alzheimer und andere Krankheiten werden nachweislich von einem fehlregulierten Mikrobiom beeinflusst.

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