Трансплантация фекальной микробиоты (ТФМ) — перенос жидкости из нижних отделов кишечника и микробов от одного человека к другому — иногда используется для лечения воспалительных заболеваний кишечника, включая язвенный колит и бактериальные инфекции. Хотя его форма была впервые зарегистрирована в 4 веке в Китае, в западную медицину он был введен в 1950-х годах. В последние два десятилетия она неуклонно набирала популярность.

Команда исследователей во главе с группой Борка из EMBL Heidelberg вместе со своими коллегами из Нидерландов и Австралии теперь использовала эту необычную медицинскую процедуру, чтобы задать увлекательный вопрос: что происходит, когда два кишечных микробиома смешиваются вместе?

Ответ может дать подсказки к более эффективным терапевтическим стратегиям при расстройствах кишечника, а также к более глубокому пониманию того, как микробные виды ведут себя и взаимодействуют в сложных природных экосистемах.

Пересадка микробов

Хотя клинические испытания показали, что ТФМ могут эффективно лечить определенные расстройства кишечника, механизм их действия остается неясным. Некоторые предполагают, что кишечные микробиомы доноров обладают полезными свойствами, которые помогают вернуть кишечник реципиента в здоровое состояние. Однако это никогда не изучалось систематически.

«Гипотеза «супердонора» широко распространена среди практикующих врачей: она постулирует, что поиск «хороших» доноров необходим для клинического успеха ТФМ и что хороший донор будет работать для многих разных пациентов», — сказал Себастьян Шмидт, один из первые авторы нового исследования, опубликованного в журнале Nature Medicine.

California Gold Nutrition, LactoBif, пробиотики, 5 млрд КОЕ, 60 растительных капсул

Однако, используя клинические и метагеномные данные более чем 300 FMT, исследователи обнаружили, что, вероятно, реципиент, а не донор, в первую очередь определяет микробный состав, полученный в результате этой процедуры. Это основано на исследовании группы Bork, проведенном в 2016 году, которое показало, что микробные штаммы от донора могут сосуществовать со штаммами от реципиента с метаболическим синдромом.

Команда разработала подход машинного обучения для анализа факторов, определяющих микробную динамику после ТФМ, включая наличие или отсутствие отдельных видов микробов. Их результаты показывают, что видовое богатство (показатель того, насколько разнообразен микробиом кишечника реципиента до трансплантации), а также то, насколько микробиом кишечника реципиента отличается от микробиома донора, являются основными факторами, определяющими, какие виды выживут и будут процветать после трансплантации. .

Экологический эксперимент

Симона Ли, еще один автор этого исследования и исследования 2016 года, находит их результаты интересными с экологической точки зрения. «Возможность процветать и выживать в совершенно новых условиях — непростая задача, особенно в такой динамичной среде, как желудочно-кишечный тракт человека, где среди прочего происходят постоянные изменения кислотности, уровня кислорода и питательных веществ», — сказала она. «По мере того, как мы движемся к более безопасным вариантам терапии на основе микробиома, то, что происходит, имеет такое же значение, как и то, остаются ли они достаточно долго, чтобы принести предполагаемые преимущества».

Рассматривая процедуры FMT как экологические эксперименты, в которых целые микробные экосистемы вытесняются в новые места уже существующими экосистемами, исследователи могут сделать важные выводы о том, какие факторы помогают решить, насколько хорошо или легко бактерии могут «колонизировать» новые среды.

Как указывает Пер Борк, соответствующий автор исследования, это также может иметь важное практическое применение. «По мере того, как наше понимание экологических процессов в кишечнике после ТФМ улучшается, мы можем обнаруживать более точные и более целенаправленные связи с клиническими эффектами — например, для вытеснения только определенных штаммов (например, патогенов) при минимизации «побочных» эффектов для остальных». микробиом».

Хотя исследование касалось в основном бактерий и архей, которые вместе составляют более 90 % микробиома кишечника, исследователи надеются, что будущие исследования могут также включать данные о грибах, других эукариотах и ​​вирусах, чтобы получить более целостное представление об этом. процесс.

«Я надеюсь (и уверен), что наши результаты помогут разработать более эффективные протоколы FMT в будущем. Мы предоставляем данные о том, какие параметры стоит настраивать (а какие нет), когда вы стремитесь модулировать микробиом реципиента. В перспективе это может также повлиять на разработку персонализированных пробиотических препаратов нового поколения», — сказал Шмидт.