Metagenomisk analys hjälper till att förstå bakteriernas roll i Crohns sjukdom

Forskning om tarmmetagenom hos patienter med Crohns sjukdom belyser hur det påverkar den taxonomiska och funktionella sammansättningen av tarmmikrobioter. Bland de vanligaste förändringarna är minskningen av mångfalden av fördelaktiga mikrober och det ökade överflödet av Escherichia coli och andra mikrober associerade med inflammation. Resultaten kan hjälpa till att bättre förstå orsakerna och utvecklingen av sjukdomen, samt att optimera behandlingsscheman. Resultaten publicerades i BMC Genomics .

Crohns sjukdom är en allvarlig inflammatorisk tarmsjukdom som är utbredd i utvecklade länder. Bland dess möjliga orsaksfaktorer finns genetisk predisposition, miljö och patienters livsstil. Sjukdomen är förknippad med en onormal reaktion av immunsystemet på en persons egna tarmmikrober; tarmdysbios är typiskt. För att studera dess framsteg och hitta metoderna för effektiv diagnostik och behandling, forskare utforskar bakteriernas roll i den patologiska processen.

Bland de mest lovande tillvägagångssätten är metagenomisk analys - sekvensering av totalt genetiskt material i ett mikrobiellt samhälle. Ett forskargrupp med forskare från ITMO University och specialister från Federal Research and Clinical Center of Physical-Chemical Medicine i samarbete med kliniker från flera medicinska centra har nyligen undersökt tarmmetagenomen hos patienter med Crohns sjukdom. Det upptäcktes att sammansättningen av mikrobiota hos sådana patienter är signifikant annorlunda jämfört med friska försökspersoner:när fraktionen av normala mikrober minskar, patogena arter som inte förekommer hos människor börjar dominera.

Även om typen av dysbios varierade från patient till patient, de flesta av dem manifesterade en flera gånger ökning i överflöd av Escherichia coli . Forskarna bestämde sig för att identifiera de specifika generna som skiljer undertyperna av Escherichia coli bor i tarmen hos patienter med Crohns sjukdom och vanliga Escherichia coli som finns hos friska människor. Jämförelsen på den ryska befolkningen visade brist på sådana universella skillnader. Observationerna bekräftades under analysen av de offentligt tillgängliga datamängderna på friska ämnen och patienter med Crohns sjukdom från hela världen.

" Escherichia coli anses vara bland de mest välstuderade tarmmikroberna och var också en av de första som upptäcktes. Dess ökade överflöd i tarmen observeras i ett antal sjukdomar. Vår metagenomiska analys visade att det genetiska innehållet i Crohns sjukdom-associerade Escherichia coli varierar mycket, trots den befintliga tron ​​att det bara finns vissa specifika sorter. Resultaten stöder konceptet att Crohns sjukdom är ett syndrom, d.v.s. en sjukdom där liknande manifestationer i flera fall orsakas av olika faktorer i varje fall, "kommenterar Alexander Tyakht, forskningsassistent vid ITMO University.

Forskningen indikerade att flera stammar av Escherichia coli kan samexistera i människans tarm. Eftersom stammar med olika genomer kan spela betydligt olika ekologiska roller, samma behandlingsscheman kan ha olika effekt på olika stammar. Denna upptäckt erbjuder en möjlighet att förbättra balansen mellan tarmmikrobioter hos patienter med Crohns sjukdom, medan personlig analys av den bakteriella genotypen erbjuder en möjlighet att välja de mest effektiva medicinerna, probiotika och till och med fekal masstransplantation (FMT) -givare för varje patient.

Dessa resultat resonerar också med forskarnas tidigare forskning som involverade genomanalys av isolerade E coli stammar. De nya resultaten belyser hur mikrobioter förändras hos patienter med Crohns sjukdom och vilka arter och stammar av bakterier som deltar i dess utveckling. Detta, i tur och ordning, kan hjälpa till att bättre förstå uppkomsten och utvecklingen av sjukdomen, samt att optimera behandlingsmetoderna.

• Mikrober på tungan kan användas för att diagnostisera bukspottskörtelcancer
• Studien öppnar en ny väg för behandling av ulcerös kolit eller Crohns sjukdom