Využitie FMT v manažmente črevných zápalových ochorení - in vivo dôkaz na experimentálnom modeli kolitídy u potkanov

Authors: Petra Adamková 1    Petra Hradická 1    Monika Kassayová 1    Luboš Ambro 2    Izabela Bertková 2    Ladislav Strojný 2    Martin Marônek 3    Vlasta Demečková 1   
1 Univerzita Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach, Prírodovedecká fakulta, Ústav biologických a ekologických vied, Košice, Slovenská republika    2 Univerzita Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach, Lekárska fakulta, Ústav experimentálnej medicíny, Košice, Slovenská republika    3 Univerzita Komenského v Bratislave, Lekárska fakulta, Ústav molekulárnej biomedicíny, Bratislava, Slovenská republika   
Year: 2020
Section: Cellular metabolism, physiology, molecular biology and genetics
Abstract No.: 1901
ISBN: 978-80-972360-6-9

Zápalové ochorenie čriev (IBD, inflammatory bowel disease) je chronický multifaktoriálny zápal gastrointestinálneho traktu, ktorý zahŕňa hlavne Crohnovu chorobu a ulceróznu kolitídu (UK). Liečba IBD v posledných rokoch zaznamenáva významný progres, pričom jej cieľom je navodiť dlhotrvajúcu remisiu pomocou supresie imunitného systému. V poslednom desaťročí sa zistilo, že črevná dysbióza je kľúčovým faktorom v patogenéze IBD. Z tohto dôvodu sa najnovšie terapeutické prístupy zameriavajú na moduláciu črevného mikrobiómu, ako najsľubnejšej stratégie liečby imunitne sprostredkovaných chorôb. Fekálna mikrobiálna transplantácia (FMT), t.j. prenos minimálne manipulovanej, vopred vyšetrenej stolice zdravého darcu do gastrointestinálneho traktu pacienta,  je najpriamejšou metódou na zmenu zloženia črevnej mikrobioty. Napriek sľubným výsledkom stále neexistuje konsenzus o relevantnosti FMT pri IBD a neustále sa skúmajú optimálne praktické aspekty na zvýšenie jej terapeutického účinku. Cieľom tejto štúdie bolo predklinické overenie terapeutického potenciálu FMT v podmienkach UK modelovanej na animálnom modeli.

UK sa indukovala podávaním  5% roztoku dextránsulfátu sódneho (DSS) p.o. (hm./obj.) počas 7 dní. Samce potkanov Sprague Dawley (n = 18) boli rozdelené do 3 skupín: zdravá kontrolná skupina (C) (n = 6), skupina s navodenou kolitídou (DSS) (n = 6) a skupinu s navodenou kolitídou liečenou FMT (n = 6). Po vyvolaní UK bol ľudský fekálny transplantát podávaný skupine FMT (p.o) počas ďalších 5 dní. Po 12 dňoch experimentu sa všetky potkany podrobili kolonoskopii a následne boli usmrtené. V rámci pitvy sa z každého experimentálneho potkana odobralo celé hrubé črevo, zmerala sa jeho dĺžka a črevné tkanivo bolo spracované na histologické pozorovanie (Swiss roll). Počas experimentu boli pravidelne odoberané vzorky trusu a zloženie mikrobiómu bolo analyzované pomocou PCR-DGGE 16S rRNA génov. Krvné vzorky odobraté na konci experimentu boli podrobené hematologickej analýze a krvné sérum využité na ELISA testovanie hladín vybraných cytokínov (IL-6, IL-10, IL-17A).

V porovnaní so skupinou DSS liečba FMT zmiernila závažnosť zápalu, ktorý bol sprevádzaný výrazným znížením pomeru neutrofilov/lymfocytov (P <0,01). V skupine ošetrenej FMT boli v porovnaní s kontrolou tiež pozorované znížené hladiny (P <0,001) IL-10, IL-17A a IL-6 (P <0,05). Kolonoskopiou sledované parametre: krv, začervenanie, fibrín a priehľadnosť preukázali poškodenie črevnej sliznice v skupine DSS a potvrdená bola aj regenerácia črevnej sliznice po FMT. Histológia poukazuje na abscesy, vymiznutie Gobletových buniek a zhrubnutú submukózu v skupinách DSS. Skrátenie dĺžky hrubého čreva ako primárneho ukazovateľa chronických zápalových procesov v čreve bolo pozorované iba v skupine DSS. Vzorky stolice naznačujú zmeny v črevnej mikroflóre.

Tieto výsledky ukazujú, že FMT mala terapeutický účinok na experimentálnu UK u potkanov, pretože znižovala dysbiotické prostredie a produkciu zápalových cytokínov, a tak indukovala remisiu, ktorou možno zabrániť aj indukcii kolorektálneho karcinómu. Rýchlo postupujúce dôkazy o FMT ako doplnkovej terapii pri IBD sú sľubné, ale v súčasnosti stále nedostačujúce. Výskum FMT sa však stále zdokonaľuje, a preto môže predstavovať doplnkovú personalizovanú terapiu v súčasnej štandardnej terapii IBD.

Práca bola podporená projektmi APVV-16-0176, VVGS-2019-1073, VVGS-PF2019-1064. Experiment bol schválený Štátnou veterinárnou a potravinovou správou SR.