Økologiske rammer forutsier viktige faktorer som bestemmer effekten av FMT

Vi tenker kanskje ikke ofte på det, men tarmen vår er hjemsted for et komplekst økosystem av mikroorganismer som spiller en kritisk rolle i hvordan vi fungerer. Systemet er delikat - en liten endring kan forårsake et stort skifte i mikrobiomet, med alvorlige konsekvenser.

Når en person tar et antibiotika, det kan utslette flere bakteriearter og kaste denne delikate balansen utenfor kilter. Clostridioides difficile er et vanlig patogen som koloniserer en forstyrret tarmmikrobiota. Fekal mikrobiotatransplantasjon (FMT), der avføring fra en frisk donor transplanteres inn i tykktarmen til en mottaker, er en vellykket behandling for tilbakevendende C. difficile infeksjon (rCDI). I en nylig publisert studie, forskere fra Brigham og Women's Hospital undersøker hvordan dynamikken til bakteriearter kan påvirke suksessen til FMT i behandling av rCDI. I Naturkommunikasjon , teamet presenterer en algoritme for å designe personlige probiotiske cocktailer for pasienter med usunne tarmmikrobiomer på grunn av rCDI.

Å designe en probiotisk cocktail er utfordrende. Alle artene i cocktailen samhandler i et komplisert nettverk. Når vi ser på en art som direkte hemmer veksten av C. difficile , vi må også sørge for at det ikke indirekte fremmer vekst av C. difficile gjennom interaksjoner med andre arter i cocktailen. "

Yang-Yu Liu, PhD, Assisterende professor, Institutt for medisin, Brigham og Women's Hospital

C. difficile smitter gjennom fekal-oral rute-dårlig hygiene eller forurensning av mat eller vann-og finnes over hele verden. Selv om C. difficile vil vanligvis ikke kolonisere et sunt tykktarm, det kan vokse ukontrollert i tarmen som har blitt forstyrret på grunn av antibiotika. rCDI reagerer ikke på standard antibiotika og kan derfor gjentas hos pasienter, øke risikoen hver gang. FMT har vist seg å kurere omtrent 80 prosent av rCDI -tilfeller som ikke reagerte på antibiotika.

Forskerne begynte med å modellere et mikrobielt samfunn og simulere FMT -prosessen for behandling av rCDI. Neste, de estimerte hvor effektivt FMT ville være ved å gjenopprette mottakerens sunne tarmmikrobiota. Teamet analyserte deretter virkelige data fra en musemodell og fra menneskelige pasienter for å validere modelleringen.

Den teoretiske modellen hjalp teamet med å forutsi hvilke faktorer som bestemmer effekten av FMT. De lærte at FMT -effekten reduseres etter hvert som artsmangfoldet i den infiserte persons tarmmikrobiom øker. Teamet utviklet også en optimaliseringsalgoritme for å designe en personlig probiotisk cocktail for å hjelpe personer med rCDI. Algoritmen er basert på økologisk teori som designer en cocktail med minimum antall bakteriearter, samtidig som man har det kompliserte økologiske nettverket til artene i tankene. De personlige probiotiske cocktailene inneholder arter som er effektive hemmere av C. difficile og kan administreres til pasienter med rCDI for å gjenopprette tarmmikrobiota.

"Vi har nå en økologisk forståelse av FMT - hvorfor det fungerer og hvorfor det noen ganger mislykkes for rCDI, "sa Liu." Vi kan gå videre for å bedre forstå effekten av FMT og hvordan vi kan bruke den til å behandle andre sykdommer forbundet med forstyrret mikrobiota, som IBD, autisme og fedme. "

• AGA hvitbok gir et veikart for screening av tykktarmskreft
• Antioksidanter i kostholdet kan øke risikoen for tarmkreft,