Nieuw op microbioom gebaseerd diagnostisch hulpmiddel kan leverfibrose identificeren,

Het microbioom is een dynamische levende sensor van kleine veranderingen in gezondheid en ziekte in het lichaam, en als zodanig, het geeft een nauwkeurige uitlezing van de gezondheid van het lichaam. Omdat deze diagnose snel en goedkoop is, het kan iets zijn dat veel gebruikt wordt, vooral in de vele gebieden waar gespecialiseerde klinieken en artsen ontbreken. Simpel gezegd, het zou een echte game changer kunnen zijn, met wereldwijde gevolgen."

Ronald Evans, Studie co-corresponderende auteur en professor,

Evans is ook de houder van de March of Dimes Chair.

Niet-alcoholische leververvetting (NAFLD) is wereldwijd de belangrijkste oorzaak van chronische leverziekte en kan zich ontwikkelen tot leverfibrose en cirrose en mogelijk kanker, als de lever littekens en celdood begint te ervaren.

Maar diagnostische hulpmiddelen voor leverfibrose en cirrose ontbreken. Biopsieën zijn invasief en kunnen beschadigde delen van de lever missen, en MRI's zijn duur en zijn vaak niet beschikbaar in landelijke gebieden.

Om deze uitdagingen aan te gaan, het onderzoeksteam onderzocht het microbioom als een manier om tegemoet te komen aan de dringende behoefte aan een nieuwe test om risicopatiënten te identificeren.

"We wilden een universele, niet-invasieve test voor leverfibrose en cirrose op basis van een 'microbioomsignatuur' van de ziekte, " zegt Michael Downes, een senior stafwetenschapper van Salk en co-auteur van de studie.

In samenwerking met wetenschappers van het UC San Diego Department of Medicine, het team optimaliseerde een computationele methode genaamd machine learning om een ​​complexe ziektesignatuur te ontdekken op basis van 19 bacteriesoorten die aanwezig zijn in de ontlastingsmonsters van een patiëntengroep.

De signatuur bestaat uit de verschillende hoeveelheden bacteriën, het creëren van een universele vingerafdruk voor het identificeren van leverfibrose en cirrose.

De studie omvatte 163 klinische monsters van zowel gezonde als zieke familieleden om variabelen te identificeren die indicatief waren voor een leverziekte.

Met behulp van gegevens van genetische profilering van het microbioom en van metabolieten uit de ontlastingsmonsters, de onderzoekers ontdekten een microbioomhandtekening die werd geassocieerd met een cirrose-diagnose met een nauwkeurigheid van 94 procent.

De handtekening van het microbioom kan ook het stadium van leverfibrose bepalen, waardoor artsen patiënten kunnen beoordelen op basis van hun stadium van de ziekte en behandelingsstrategieën kunnen verbeteren.

"Deze bevindingen tonen aan dat het mogelijk is om machine learning te gebruiken om een ​​universele handtekening te identificeren die kan worden gebruikt voor een nauwkeurige diagnose van een ziekte. zoals levercirrose, " zegt Tae Gyu Oh, eerste auteur van het artikel en een postdoctoraal onderzoeker in het Evans-lab.

"De patronen die we hebben gevonden, weerspiegelen de complexiteit van het microbioom en hoe de darmgezondheid waarschijnlijk de ziekte beïnvloedt."

De onderzoekers pasten vervolgens hun microbioomhandtekening toe op twee onafhankelijke populaties van patiënten uit China en Italië.

De handtekening van het team kon cirrose nauwkeurig identificeren bij meer dan 90 procent van de patiënten, die de kracht en nauwkeurigheid van het algoritme valideert voor verschillende genetica en diëten.

"Het is opmerkelijk dat een handtekening van het darmmicrobioom, afgeleid van patiënten die in Zuid-Californië woonden voor cirrose, cirrose kon voorspellen in twee onafhankelijke cohorten die in China en Italië woonden."

"Het spreekt tot de nieuwe ontdekkingen die nog moeten worden gerealiseerd in de rol van het darmmicrobioom om leverziekte te diagnosticeren en risico-stratificeren, " zegt Rohit Loomba, co-corresponderende auteur en directeur van het NAFLD Research Center aan de UC San Diego School of Medicine.

"Ik denk dat de kracht van het gebruik van het microbioom als diagnostisch hulpmiddel zich pas begint te realiseren."

In de toekomst, de wetenschappers gaan het oorzakelijk verband tussen het microbioom en de leverziekte onderzoeken door te testen of het herstellen van delen van het microbioom leidt tot regressie van de ziekte of dat het verwijderen van bepaalde bacteriën de ziekte verergert.

Het team hoopt ook dat deze aanpak kan worden gebruikt om aanvullende ziekten te karakteriseren, zoals inflammatoire darmaandoeningen, darmkanker, Alzheimer en andere ziekten waarvan is aangetoond dat ze waarschijnlijk worden beïnvloed door een ontregeld microbioom.

• Enquête onthult aanzienlijke gevolgen voor de geestelijke gezondheid tijdens de COVID-19-pandemie
• Mondhygiëne en ernst van COVID-19 – de connectie