Il quadro ecologico prevede i fattori chiave che determinano l'efficacia dell'FMT

Potremmo non pensarci spesso, ma il nostro intestino ospita un complesso ecosistema di microrganismi che svolgono un ruolo fondamentale nel nostro funzionamento. Il sistema è delicato:un piccolo cambiamento può causare un grande cambiamento nel microbioma, con conseguenti gravi conseguenze.

Quando una persona prende un antibiotico, può spazzare via più specie batteriche e sconvolgere questo delicato equilibrio. Clostridioides difficile è un comune agente patogeno che colonizza un microbiota intestinale interrotto. Trapianto di microbiota fecale (FMT), in cui le feci di un donatore sano vengono trapiantate nel colon di un ricevente, è un trattamento di successo per le recidive C. difficile infezione (rCDI). In uno studio pubblicato di recente, i ricercatori del Brigham and Women's Hospital esplorano come le dinamiche delle specie batteriche possono influenzare il successo dell'FMT nel trattamento della rCDI. In Comunicazioni sulla natura , il team presenta un algoritmo per progettare cocktail probiotici personalizzati per pazienti con microbiomi intestinali malsani a causa di rCDI.

Progettare un cocktail probiotico è impegnativo. Tutte le specie nel cocktail interagiscono all'interno di una rete complicata. Quando osserviamo una specie che inibisce direttamente la crescita di C. difficile , dobbiamo anche fare in modo che non favorisca indirettamente la crescita di C. difficile attraverso interazioni con altre specie nel cocktail."

Yang Yu Liu, dottorato di ricerca, Professore assistente, Dipartimento di Medicina, Brigham and Women's Hospital

C. difficile si trasmette per via oro-fecale - scarsa igiene o contaminazione di cibo o acqua - e si trova in tutto il mondo. Sebbene C. difficile in genere non colonizzerà un colon sano, può crescere incontrollato in un intestino che è stato interrotto a causa degli antibiotici. rCDI non risponde agli antibiotici standard e quindi può ripresentarsi nei pazienti, aumentando ogni volta il rischio. È stato dimostrato che l'FMT cura circa l'80% dei casi di rCDI che non hanno risposto agli antibiotici.

I ricercatori hanno iniziato modellando una comunità microbica e simulando il processo FMT di trattamento della rCDI. Prossimo, hanno stimato quanto sarebbe efficace l'FMT nel ripristinare il microbiota intestinale sano del ricevente. Il team ha quindi analizzato i dati del mondo reale da un modello murino e da pazienti umani per convalidare la modellazione.

Il modello teorico ha aiutato il team a prevedere quali fattori determinano l'efficacia dell'FMT. Hanno appreso che l'efficacia dell'FMT diminuisce con l'aumentare della diversità delle specie del microbioma intestinale della persona infetta. Il team ha anche sviluppato un algoritmo di ottimizzazione per progettare un cocktail probiotico personalizzato per aiutare le persone con rCDI. L'algoritmo si basa sulla teoria ecologica che progetta un cocktail con il numero minimo di specie batteriche, tenendo presente la complicata rete ecologica della specie. I cocktail probiotici personalizzati contengono specie che sono efficaci inibitori di C. difficile e può essere somministrato a pazienti con rCDI per ripristinare il loro microbiota intestinale.

"Ora abbiamo una comprensione ecologica della FMT:perché funziona e perché a volte fallisce per rCDI, " ha detto Liu. "Possiamo andare avanti per capire meglio l'efficacia della FMT e come possiamo usarla per trattare altre malattie associate al microbiota interrotto, come IBD, autismo e obesità”.

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