Kad osoba uzima antibiotik, može izbrisati više vrsta bakterija i izbaciti ovu osjetljivu ravnotežu s mrtve točke. Clostridioides difficile čest je patogen koji kolonizira poremećenu crijevnu mikrobiotu. Transplantacija fekalne mikrobiote (FMT), u kojoj se stolica zdravog davatelja transplantira u debelo crijevo primatelja, uspješan je tretman za recidivu C. difficile infekcija (rCDI). U nedavno objavljenoj studiji, istraživači iz Brighama i Ženske bolnice istražuju kako dinamika bakterijskih vrsta može utjecati na uspjeh FMT -a u liječenju rCDI. U Nature Communications , tim predstavlja algoritam za dizajn personaliziranih probiotičkih koktela za pacijente s nezdravim crijevnim mikrobiomima zbog rCDI -ja.
Dizajn probiotičkog koktela izazov je. Sve vrste koktela međusobno djeluju u kompliciranoj mreži. Kada pogledamo jednu vrstu koja izravno inhibira rast C. difficile , moramo se također pobrinuti da ne posredno potiče rast C. difficile kroz interakcije s drugim vrstama u koktelu. "
Yang-Yu Liu, Doktor znanosti, Docent, Zavod za medicinu, Brigham i ženska bolnica
C. difficile prenosi se fekalno-oralnim putem-loša higijena ili kontaminacija hrane ili vode-i nalazi se u cijelom svijetu. Iako C. difficile obično neće kolonizirati zdravo debelo crijevo, može nekontrolirano rasti u crijevima koja su poremećena zbog antibiotika. rCDI ne reagira na standardne antibiotike i stoga se može ponoviti u pacijenata, povećava rizik svaki put. Pokazalo se da FMT liječi oko 80 posto slučajeva rCDI koji nisu reagirali na antibiotike.
Istraživači su započeli modeliranjem mikrobne zajednice i simulacijom FMT procesa liječenja rCDI. Sljedeći, procijenili su koliko bi FMT bio učinkovit u obnavljanju zdrave crijevne mikrobiote primatelja. Tim je zatim analizirao podatke iz stvarnog svijeta iz modela miša i od ljudskih pacijenata kako bi potvrdio modeliranje.
Teoretski model pomogao je timu predvidjeti koji čimbenici određuju učinkovitost FMT -a. Doznali su da se učinkovitost FMT -a smanjuje kako se povećava raznolikost vrsta crijevnog mikrobioma zaražene osobe. Tim je također razvio optimizacijski algoritam za osmišljavanje personaliziranog probiotičkog koktela za pomoć osobama s rCDI. Algoritam se temelji na ekološkoj teoriji koja osmišljava koktel s minimalnim brojem bakterijskih vrsta, imajući na umu kompliciranu ekološku mrežu vrste. Personalizirani probiotički kokteli sadrže vrste koje su učinkoviti inhibitori C. difficile a može se davati bolesnicima s rCDI -om kako bi se obnovila crijevna mikrobiota.
"Sada imamo ekološko razumijevanje FMT -a - zašto radi i zašto ponekad ne uspije za rCDI, "rekao je Liu." Možemo krenuti naprijed kako bismo bolje razumjeli učinkovitost FMT -a i kako ga možemo koristiti za liječenje drugih bolesti povezanih s poremećenom mikrobiotom, kao što je IBD, autizam i pretilost. "