Onderzoekers van de University of California San Diego School of Medicine en hun medewerkers hebben nu voor het eerst met succes faagtherapie toegepast bij muizen voor een aandoening die niet als een klassieke bacteriële infectie wordt beschouwd:alcoholische leverziekte.
De studie publiceert 13 november, 2019 in Natuur .
We koppelden niet alleen een specifiek bacterieel toxine aan slechtere klinische resultaten bij patiënten met alcoholische leverziekte, we hebben een manier gevonden om die link te verbreken door de darmmicrobiota nauwkeurig te bewerken met fagen."
Bernd Schnabl, MD, senior auteur, hoogleraar geneeskunde en gastro-enterologie aan de UC San Diego School of Medicine en directeur van het door de National Institutes of Health gefinancierde San Diego Digestive Diseases Research Center
Tot 75 procent van de patiënten met ernstige alcoholische hepatitis, de meest ernstige vorm van aan alcohol gerelateerde leverziekte, overlijden binnen 90 dagen na de diagnose. De aandoening wordt meestal behandeld met corticosteroïden, maar ze zijn niet erg effectief. Vroege levertransplantatie is de enige remedie, maar wordt alleen in geselecteerde medische centra aangeboden aan een beperkt aantal patiënten. In feite, er zijn er maar ongeveer 8, 000 levertransplantaties om alle redenen in de Verenigde Staten per jaar, volgens de American Liver Foundation, met een wachtlijst van ongeveer 14, 000 mensen.
Alcohol zelf kan de levercellen rechtstreeks beschadigen. Maar Bernd en team hadden eerder ontdekt dat alcohol ook om een tweede reden schadelijk is voor de lever:het vermindert natuurlijke darmantibiotica, waardoor muizen meer vatbaar zijn voor bacteriegroei in de lever en door alcohol veroorzaakte leverziekte verergeren.
In de huidige studie, Bernds team -; waaronder veel medewerkers over de hele wereld -; beantwoordde twee hoofdvragen:hoe dragen darmbacteriën bij aan leverschade? En kunnen fagen worden gebruikt om de bacteriën te verminderen en zo alcoholische leverziekte te verlichten?
De onderzoekers ontdekten dat levercellen beschadigd raken door cytolysine, een toxine afgescheiden door Enterococcus faecalis , een type bacterie dat doorgaans in lage aantallen wordt aangetroffen in de gezonde menselijke darm. Ze ontdekten ook dat mensen met alcoholische hepatitis meer cytolysine produceren E. faecalis in hun ingewanden dan gezonde mensen. Meer E. faecalis Cadeau, hoe ernstiger hun leverziekte. Voor mensen met een alcoholische leverziekte, meer dan vijf procent van hun fecale bacteriën waren Enterokokken , vergeleken met bijna geen bij gezonde mensen of mensen met een alcoholverslaving. Ongeveer 80 procent van de alcoholische hepatitispatiënten heeft E. faecalis leven in hun uitwerpselen, en 30 procent is positief voor cytolysine.
Bovendien, de onderzoekers ontdekten dat bijna 90 procent van de cytolysine-positieve patiënten met alcoholische hepatitis binnen 180 dagen na ziekenhuisopname stierf, vergeleken met ongeveer 4 procent van de cytolysine-negatieve patiënten.
"Op basis van deze bevinding wij geloven dat de detectie van het cytolysine-gen in de ontlasting van patiënten met alcoholische hepatitis een zeer goede biomarker zou kunnen zijn voor de ernst van de leverziekte en het risico op overlijden, " zei Schnabl. "Op een dag kunnen we misschien patiënten selecteren voor therapieën op maat op basis van hun cytolysinestatus."
Volgende, het team bracht uitwerpselen van cytolysine-positieve en cytolysine-negatieve mensen met alcoholische hepatitis over op muizen. Muizen met cytolysine-positieve gehumaniseerde darmmicrobiomen ontwikkelden een ernstigere door alcohol geïnduceerde leverziekte en overleefden minder dan muizen zonder cytolysine.
Om het potentieel voor faagtherapie te onderzoeken, de onderzoekers isoleerden uit rioolwater vier verschillende fagen die specifiek gericht zijn op cytolysine-producerende E. faecalis . Toen ze de muizen behandelden met de targeting-fagen, de bacteriën werden uitgeroeid en door alcohol veroorzaakte leverziekte werd afgeschaft. Beheers fagen die zich richten op andere bacteriën of niet-cytolytische E. faecalis geen effect gehad.
"Deze faagtherapie is tot nu toe alleen getest bij muizen, en een klinische proef zal nodig zijn om de veiligheid van deze aanpak te testen, en valideer onze bevindingen bij patiënten met alcoholische hepatitis, ' zei Schnabl.
De UC San Diego School of Medicine heeft de afgelopen jaren een voortrekkersrol gespeeld bij de ontwikkeling van faagtherapie. In maart 2016, Tom Patterson, doctoraat, hoogleraar psychiatrie aan de UC San Diego School of Medicine, werd de eerste bekende persoon in de Verenigde Staten die met succes intraveneuze faagtherapie onderging voor een multiresistente bacteriële infectie, met noodgoedkeuring van de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA).
Vanaf dat moment, zeven extra patiënten bij UC San Diego Health zijn behandeld met fagen. In alle gevallen, de faagbehandelingen werden als experimenteel beschouwd en vereisten noodgoedkeuring door de FDA. Om dit werk verder te ontwikkelen, in juni 2018 lanceerde de UC San Diego School of Medicine het Center for Innovative Phage Applications and Therapeutics (IPATH), het eerste dergelijke centrum in Noord-Amerika. Schnabl en studie co-auteurs David Pride, MD, doctoraat, directeur van het Clinical Molecular Microbiology Laboratory en associate director van het Microbiology Laboratory van de UC San Diego School of Medicine, en Ry Young, doctoraat, aan de Texas A&M University, zijn lid van IPATH.