Fekálna mikrobiálna transplantácia - terapia s veľkým potenciálom a mnohými výzvami
| Authors: |
Petra Adamková 1
Petra Hradická 1
Kristína Kožušková 1
Stanislav Lauko 2
Helena Kupcová Skalníková 3
Petr Vodička 4
Vlasta Demečková 1
1 Univerzita Pavla Jozefa Šafárika v Košiciach, Košice, Slovenská republika 2 Univerzita veterinárneho lekárstva a farmácie v Košiciach, Košice, Slovenská republika 3 Ústav živočišné fyziologie a genetiky Akademie věd České republiky, Liběchov, Česká republika 4 Ústav chemických procesů Akademie věd České republiky, Praha, Česká republika |
|---|---|
| Year: | 2021 |
| Section: | Cellular metabolism, physiology and pathophysiology, bioenergetics |
| Abstract No.: | 2205 |
| ISBN: | ISBN 978-80-972360-7-6 |
Zápalové ochorenia čriev (IBD) sú ochorenia zahŕňajúce dva stavy - Crohnovu chorobu a ulceróznu kolitídu (UC), ktoré sa vyznačujú chronickým neinfekčným zápalom gastrointestinálneho traktu. Predpokladá sa, že práve dysbióza črevnej mikrobioty predstavuje kľúčový faktor pre rozvoj týchto ochorení. Transplantácia fekálnej mikrobioty je spôsob, ktorým môžeme rýchlo obnoviť normálnu funkciu a zloženie črevného mikrobiómu, ako aj normalizovať imunitné a zápalové reakcie. Okrem toho, obohatenie fekálneho mikrobiálneho transplantátu (FMT) o probiotický kmeň s protizápalovými účinkami prispieva k zlepšeniu črevnej mikroekológie. Preto cieľom tejto štúdie bolo prispieť k zodpovedaniu otázky: Dokáže zmena/obnova črevnej mikrobioty ovplyvniť priebeh IBD?
Samce potkanov kmeňa Sprague Dawley (SD) vo veku 5 týždňov boli rozdelené do 3 skupín: skupina DSS (n=16), FMT+L (n=16) a kontrolná skupina INT (n=6). Experimentálnym zvieratám bola indukovaná akútna forma kolitídy 5%-ným dextrán sulfátom sodným (DSS) p.o. po dobu 7 dní. Po skončení indukcie UC bolo skupine FMT+L orálne podávaných 200 µl fekálneho transplantátu obohateného o protizápalový kmeň Lactiplantibacillus plantarum LS/07 po dobu 5 dní. Na prípravu FMT bola použitá fekálna vzorka od zdravého donora, ktorý podstúpil skríningové testy krvi a stolice podľa určených kritérií. Denne sa zaznamenávala spotreba potravy, DSS a hmotnosť zvierat, ich zdravotný stav a boli odoberané vzorky trusu - pred a po podaní DSS a po FMT. Potkany boli usmrtené po 12 dňoch experimentu, následne bola odmeraná dĺžka čreva, odobraná časť tkaniva pre stanovenie hladín cytokínov a chemokínov (IL-17A, IFN-γ, MCP-1, eotaxín) (Luminex® 100/200™, USA) a črevo bolo spracované na histologické pozorovanie (Swiss roll). Zloženie mikrobiómu vo fekálnych vzorkách bolo analyzované metódou NGS (Novogene, UK).
Terapia obohateným FMT zmiernila závažnosť črevného zápalu a zlepšila celkový zdravotný stav jedincov, čo sa v skupine FMT+L preukázalo nižším denným indexom aktivity ochorenia, miernejším skrátením dĺžky hrubého čreva, nižším počtom lymfoidných agregátov a folikulov, čo naznačuje regeneráciu črevnej sliznice. V skupine DSS boli potvrdené zvýšené hladiny zápalových cytokínov IL-17A a IFN-γ (p<0,05) oproti zdravej kontrolnej skupine a skupine FMT+L. Významne zvýšená hladina (p<0,01) monocytového chemoatraktantu MCP-1 v skupine FMT+L oproti DSS a zdravej kontrole INT, iniciuje infiltráciu monocytov z periférnej krvi do zapálenej sliznice hrubého čreva, kde pravdepodobne spúšťa ich polarizáciu na protizápalový M2 fenotyp, čím napomáha zmierneniu zápalu črevnej sliznice. Analýza mikrobiómu preukázala zvýšené hladiny Escherichia coli, Bacteroides thetaiotaomicron v skupine DSS, ktoré prispievajú k patogenéze IBD. Rovnako zvýšené zastúpenie protizápalového Lactobacillus murinus v liečenej skupine môže taktiež napomôcť k navodeniu remisie. Tieto výsledky potvrdzujú terapeutický účinok FMT na priebeh experimentálnej UC, čo sa prejavilo upravením črevnej dysbiózy, znížením expresie zápalových cytokínov, výrazným spomalením skracovania dĺžky čreva a regeneráciou sliznice.
2. FLEMER, Burkhardt, a kol. Fecal microbiota variation across the lifespan of the healthy laboratory rat. Gut microbes, 2017, 8.5: 428-439.
3. KHAN, W. I. et al. Critical role of MCP-1 in the pathogenesis of experimental colitis in the context of immune and enterochromaffin cells. American Journal of Physiology-Gastrointestinal and Liver Physiology, 2006, 291.5: G803-G811.
4. MŰZES, G. et al. Changes of the cytokine profile in inflammatory bowel diseases. In World Journal of Gastroeterology, 2012, vol. 18, no. 41, p. 5848-5861.
5. ZAYLAA, M. et al. Probiotics in IBD: Combining in vitro and in vivo models for selecting strains with both anti-inflammatory potential as well as a capacity to restore the gut epithelial barrier. In Journal of Functional Foods, 2018, vol. 47, p. 304-315.