МАДРИД, 29 (EUROPA PRESS)

препроектирането

Изследователи от Медицинския факултет на Университета в Пенсилвания (Penn Medicine), САЩ, са идентифицирали бактериален ензим зад дисбаланса в чревния микробиом, свързан с болестта на Crohn.

Новото проучване, публикувано в онлайн изданието на Science Translational Medicine тази седмица, предлага елиминиране на значителна част от бактериите в чревния микробиом и след това повторно въвеждане на определен вид „добри“ бактерии, които нямат този ензим, известен като уреаза, може да бъде ефективен подход за по-добро лечение на тези състояния.

„Тъй като в този процес участва уникален ензим, той може да бъде управляемо решение“, казва водещият автор на изследването Гари Д. Ву, асоцииран ръководител на изследването в отдела по гастроентерология на Penn Medicine. „Идеята би била да можем да„ проектираме “състава на микробиотата по някакъв начин, който по-специално липсва“, добавя той.

Дисбалансът в чревния микробиом - по-скоро „лош“, отколкото „добри“ бактерии - е известен като дисбиоза, причинена от стресови фактори в околната среда, като чревно възпаление, антибиотици или диета. Смята се, че чревната дисбиоза подхранва болестта на Crohn и други патологии, но механизмите зад тази връзка не са напълно изяснени. Болестта на Crohn е възпалително разстройство на червата, което засяга близо един милион деца и възрастни в САЩ.

В поредица от проучвания върху хора и мишки изследователите установяват, че вид „лоши“ бактерии, известни като „протеобактерии“, които се хранят с урея, отпадъчен продукт, който може да се върне в дебелото черво, играе важна роля за развитието на дисбиоза.

"Лошите" бактерии, които съдържат ензима уреаза, превръщат уреята в амоняк (азотен метаболизъм), който след това се реабсорбира от бактериите, за да произведе аминокиселини, които са свързани с дисбиоза при болестта на Crohn. "Добрите" бактерии може да не реагират по подобен начин и следователно могат да служат като потенциален терапевтичен подход за манипулиране на микробиома до по-здравословно състояние и лечение на болести.

"Проучването е важно, тъй като показва, че движението на азот в бактериите е важен процес в развитието на дисбиоза - подробности за Ву -. Също така разкрива, че използването на един ензим може да преконфигурира целия състав на чревната микробиота". Изследването е проведено от Wu и колеги от Penn Medicine и „Детска болница във Филаделфия“ (CHOP), в рамките на програма „PennCHOP Microbiome“ с финансиране от фондация Колит и Крон.

РОЛЯТА НА УРЕАСАТА В МЕТАБОЛИЗМА НА БАКТЕРИАЛНИЯ АЗОТ

За да изследват ролята на азотния метаболизъм при дисбиоза, учените извършиха метаболомичен анализ, характеризиращ малки молекули във фекални проби от 90 пациенти с болест на Crohn от Pediatric Longitudinal Study of Diet Elemental Composition and Stool Microbiota (МОЛЯ, за неговото съкращение на английски) и 26 здрави деца.

Резултатите показват, че фекалните аминокиселини, резултат от бактериалния метаболизъм на азота, са свързани значително с болестта на Crohn, дисбиоза и изобилието от „протеобактерии“ при пациентите. Това накара изследователите да проследят активността на метаболизма на азота в модели на мишки, за да помогнат за разкриването на механизми, които биха могли да бъдат цели за лечение на болестта.

За да се покаже, че уреазата регулира бактериалния азотен метаболизъм и води до дисбиоза, избраният микробиом трябва да бъде почистен, преди микробиотата да може да бъде проектирана в специфична конфигурация. По-рано учените показаха, че мишките, лекувани преди това с антибиотици (ванкомицин и неомицин) и полиетилен гликол (PEG), средство за прочистване на червата, използвано от пациентите при подготовка за колоноскопия, значително намаляват бактериалното натоварване достатъчно, за да им създадат възможност за новосъздадена установява се бактериална общност.

Използвайки този подход, в настоящото проучване авторите показват, че инокулирането на предварително третирани мишки с един бактериален вид, „Escherichia coli“, регистрира значителни промени в чревния микробиом в зависимост от наличието на уреаза. Мишки, инжектирани с Е. coli 'с уреазна отрицателна не е развила дисбиоза, докато мишките с' E. coli 'с положителна уреаза. Уреазната положителна „Е. coli“ също обостря колит при мишки.

Подобно на мишките, лечението на петима души със същите два антибиотика и PEG също успешно намалява бактериалното натоварване в чревния тракт със 100 000 пъти, което предполага, че може да е възможно да се създаде съставът на чревната микробиота при пациенти с възпалително чревно заболяване.

„Сега, когато можем ефективно да намалим бактериалното натоварване при хората, е възможно да проектираме микробиотата в различна конфигурация по начин, подобен на този, който сме постигнали при мишките“, каза Ву. „Въпреки че сега сме по-близо, все още има много работа за вършене. ".

Всъщност екипът на Penn и CHOP провежда терапевтично клинично изпитване при пациенти с рефрактерна болест на Crohn, използвайки основан на данни подход от това проучване, който се фокусира върху дълбока промяна на чревната микробиота. „Резултатите от това проучване и анализът на събраните биопроби ще бъдат важна първа стъпка в изграждането на технологична платформа за проектиране на полезен състав на чревната микробиота с цел лечение на възпалителни чревни заболявания“, заключава Ву.