Новости и мнения

Микробная Борьба Хроническая Инфекция

Микробиомный анализ кишечника выявляет защитные бактерии, которые повышают устойчивость к персистирующим инфекциям Clostridium difficile .


Patients who’d rather not ingest another’s fecal matter to fight tenacious cases of Clostridium difficile infections (CDI) may soon have a less stomach-turning, and perhaps safer, alternative. Пациенты, которые предпочитают не принимать фекалии для борьбы с стойкими случаями инфекций Clostridium difficile (CDI), могут вскоре иметь менее извращающую и, возможно, более безопасную альтернативу. Согласно генетическому анализу секвенирования микробов кишечника, небольшая горстка бактериальных видов может быть всем, что необходимо для восстановления здоровья. Исследование, опубликованное сегодня (23 октября) в Nature , предполагает, что бактерии защищают от инфекции, изменяя состав желчных кислот в кишечнике.

Хотя антибиотики творит чудеса в борьбе с множеством инфекций, они также могут уничтожить большой контингент полезных бактерий, которые населяют кишечник человека. Такое широко распространенное неизбирательное разрушение прокладывает путь инфекционным патогенам, включая C. difficile, которые могут вызывать крайнюю диарею, боль в животе и, если их не лечить, даже смерть. За последнее десятилетие CDI вырос до масштабов эпидемии в больницах по всей стране, и каждый год страдает почти четверть миллиона американцев. Победа над C. difficile особенно сложна, потому что, хотя стандартная схема приема антибиотиков может устранить большинство инфекций, остаточные количества спор бактерии могут пережить кислотность желудка, позволяя бактериям всплыть на поверхность спустя недели или месяцы.

Недавняя медицинская тенденция привела к тому, что пациенты с рецидивирующим CDI обратились к неожиданному источнику для пополнения кишечной флоры – фекалий здоровых людей. В одном из нескольких недавних успешных испытаний фекальные трансплантаты в виде замороженных инкапсулированных гранул кала раздавили инфекцию у 18 из 20 пациентов.

Помимо фактора «гадости», возникают вопросы по поводу безопасности чумной фекальной трансплантации. Хотя о конкретных проблемах со здоровьем, связанных с трансплантацией кала, не сообщалось, некоторые исследователи считают, что, несмотря на обширный скрининг, который может стоить тысячи долларов за образец, теоретически существует риск передачи инфекции. «Образцы фекалий могут содержать нормальную микробиоту, а также организмы и соединения, которые невозможно определить количественно на этом этапе», – сказал соавтор исследования Эрик Пэймер из онкологического центра Memorial Sloan Kettering в Нью-Йорке. «Таким образом, образец кала, даже от здорового донора, всегда немного загадочен».

По словам микробиолога Техасского университета A & M Джозефа Сорга , который не принимал участия в исследовании, первостепенное значение имеет то, что пациенты помещают в их тела. «Если бы у вас был целевой подход, – сказал он, – вы могли бы дать пациенту определенный набор бактерий, которые могут обеспечить устойчивость в контролируемой среде».

Команда Pamer разработала такой подход. Исследователи секвенировали кишечные микробиомы как мышей, так и людей в поисках отдельных видов, способных уничтожить инфекцию. Они обнаружили, что у мышей, леченных антибиотиками, устойчивость к CDI сильно коррелирует с распространенностью C. scindens и, в меньшей степени, 10 других бактериальных таксонов. Аналогичное исследование кишечной микробиоты людей, перенесших процедуру трансплантации стволовых клеток, что сделало их уязвимыми для CDI, также указало на то, что C. scindens является наиболее мощным источником устойчивости к инфекции.

Введение C. scindens мышам, получавшим лечение антибиотиками, инфицированным C. difficile, привело к значительному увеличению выживаемости – 80% по сравнению с 50% для контрольного вещества. Коктейль из C. scindens плюс три других бактерии, ингибирующие C. difficile, оказался еще более эффективным, что привело к 100-процентному выживанию. Кроме того, обилие как C. scindens, так и бактериального коктейля сильно коррелировало с резистентностью.

Затем группа Pamer исследовала механизм, лежащий в основе ингибирования инфекции, опосредованного C. scindens , сосредоточив внимание на способности микроба экспрессировать фермент 7a-гидроксистероиддегидрогеназу. Этот фермент, редкий среди кишечных бактерий, имеет решающее значение для превращения первичных желчных кислот во вторичные желчные кислоты в толстой кишке. Споры C. difficile интерпретируют присутствие первичных желчных кислот как сигнал о том, что они находятся в кишечнике и должны начать прорастать. Исследователи предположили, что C. scindens может предотвратить рост C. difficile , блокируя этот сигнал. Чтобы подтвердить эту гипотезу, они загрузили чашки Петри кишечным содержимым мышей, подвергшихся воздействию антибиотиков. Как и ожидалось, C. scindens ингибировал C. difficile . Но когда они добавили химическое вещество, связывающее желчные кислоты, C. difficile процветал, предполагая, что C. scindens-опосредованное ингибирование C. difficile зависит от модификации эндогенных желчных кислот.

«Многие люди обращали внимание на использование бактерий для опосредования так называемой устойчивости к колонизации C. difficile , – сказал Винсент Янг , врач-микробиолог и инфекционист из Мичиганского университета, который не принимал участия в исследовании, – но эта статья действительно имеет большое значение для определения хорошего механизма того, как это происходит ».

Команда Pamer продолжает исследовать кишечный микробиом в поисках полезных бактерий, которые могут бороться с другими устойчивыми к антибиотикам патогенами . Недавно группа получила разрешение Управления по контролю за продуктами и лекарствами США на проведение клинического испытания Фазы 2 для расследования «аутотрансплантации». В этой процедуре пациентам, чувствительным к CDI, подвергающимся трансплантации костного мозга, восстанавливают микробиоту кишечника с помощью нормального фекального вещества до операции в попытка предотвратить заражение. Идея состоит в том, что глотание собственной кормы будет более безопасным, чем у незнакомца, и, возможно, более приемлемым.

CG Buffie и др., «Прецизионное восстановление микробиомов устойчивости к Clostridium difficile , обусловленной желчными кислотами», Nature , doi: 10.1038 / nature13828, 2014.

Обсуждение

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *