February 22, 2024

Μεταμοσχεύσεις μικροβίων κοπράνων: Γονίδια B. vulgatus που συσχετίζονται με τον πρώιμο αποικισμό

Οι μεταμοσχεύσεις μικροβίων κοπράνων από υγιείς δότες μπορούν να θεραπεύσουν ασθενείς με υποτροπιάζουσες λοιμώξεις από Clostridium difficile. Ωστόσο, μετά από δεκάδες χιλιάδες μεταμοσχεύσεις, ελάχιστα ήταν γνωστά για το ποια στελέχη δότη παρέχουν μακροχρόνια εμφύτευση και ποια εμφύτευση λίγο μετά τη μεταμόσχευση. Οι περισσότερες αποτυχίες μεταμόσχευσης μικροβίων κοπράνων συμβαίνουν τις πρώτες τέσσερις εβδομάδες.

Επαναλαμβανόμενος C. difficile Οι λοιμώξεις συμβαίνουν μετά από κατασταλτικές θεραπείες με αντιβιοτικά που εξαλείφουν σχεδόν όλη τη φυσιολογική εντερική χλωρίδα. Οι ασθενείς υποφέρουν από υδαρή διάρροια, επώδυνες κοιλιακές κράμπες, αίσθημα αδιαθεσίας, πυρετό και απώλεια βάρους.

Το 2021, ερευνητές της Ιατρικής Σχολής Icahn στο Όρος Σινά της Νέας Υόρκης, ποσοτικοποίησαν με ακρίβεια 150 βακτηριακά στελέχη που ανήκαν σε 42 βακτηριακά είδη που παρουσίαζαν συχνή εμφύτευση μετά από μεταμοσχεύσεις μικροβίων κοπράνων. Είναι σημαντικό ότι εξέτασαν επίσης το μόσχευμα λίγο μετά τη μεταμόσχευση (36 ώρες έως τέσσερις εβδομάδες) καθώς και αργότερα μετά τη μεταμόσχευση, οκτώ εβδομάδες έως πέντε χρόνια.

Τώρα, ειδικοί στο μικροβίωμα στο Πανεπιστήμιο της Αλαμπάμα στο Μπέρμιγχαμ πραγματοποίησαν αυτή τη μελέτη του 2021 και μια παρόμοια μελέτη για παιδιά που είχαν C. difficile Λοιμώξεις, ένα ακόμη βήμα. Οι ερευνητές του UAB Hyunmin Koo, Ph.D., και Casey D. Morrow, Ph.D., εστίασαν στο κοινό μικρόβιο Bacteroides vulgatus, ένα από τα πιο κοινά είδη που βρίσκονται σε υγιή έντερα. Χρησιμοποιώντας αλληλουχίες DNA από τις δύο μελέτες και ισχυρές αναλύσεις βιοπληροφορικής, οι Koo και Morrow αναζήτησαν γονίδια, από ένα σύνολο 4.911 γονιδίων που κωδικοποιούν πρωτεΐνες στο B.vulgatus στελέχη, τα οποία ήταν αποκλειστικά στα τρία B.vulgatus δότες στις δύο μελέτες που έδειξαν πρώιμο αποικισμό, σε αντίθεση με άλλες επτά B.vulgatus στελέχη στις μελέτες που δεν έδειξαν πρώιμο αποικισμό.

«Η ανάλυση κοινών γονιδίων μεταξύ των τριών δοτών αποκάλυψε ότι μόνο 19 ήταν κοινά από τα 4.911 γονίδια που κωδικοποιούν γνωστές και υποθετικές πρωτεΐνες», γράφουν οι Morrow και Koo στο Επιστημονικές Εκθέσεις μελέτη. «Το αποτέλεσμα της ανάλυσής μας υποστηρίζει την επιλογή των δωρητών B.vulgatus «Για αυτή η κοινοπραξία γονιδίων να βελτιώσει τον αποικισμό μετά από μεταμόσχευση μικροβίων κοπράνων».

Ο Morrow και ο Koo αναγνώρισαν δύο από τα 19 γονίδια.

Το ένα είναι μια υποτιθέμενη χιτοβιάση που οι ερευνητές του UAB ανακάλυψαν ότι βρισκόταν δίπλα σε γονίδια που κωδικοποιούν τα SusD, SusC, τον υποτιθέμενο παράγοντα αντι-σίγμα και τον παράγοντα σίγμα που μοιάζει με ECF της πολυμεράσης RNA. Άλλοι έχουν προηγουμένως αναγνωρίσει αυτά τα γονίδια ως συστατικά ενός συμπλέγματος παραγόντων αποικισμού στο Bacteroides fragilis και B.vulgatus. Αυτό το σύμπλεγμα προάγει μια συγκεκριμένη αλληλεπίδραση με τον ξενιστή που διευκολύνει τον σταθερό και ανθεκτικό αποικισμό σε ποντίκια.

«Τα αποτελέσματά μας, λοιπόν, υποστηρίζουν ότι το σύμπλεγμα των παραγόντων κοινής αποικισμού θα μπορούσε επίσης να λειτουργήσει στους ανθρώπους για να ενισχύσει τον αποικισμό του B.vulgatus,“Είπε αύριο.

Το άλλο γονίδιο που ταυτοποιήθηκε κωδικοποιεί μια μοναδική πρωτεΐνη από την οικογένεια της φιμπριλίνης. Οι φιμπριλίνες είναι πρωτεϊνικά πολυμερή, που προηγουμένως αναγνωρίστηκαν στο Bacteroides, που μπορούν να σχηματίσουν δομές που μοιάζουν με τρίχες που προεξέχουν από τις επιφάνειες των μικροβίων και χρησιμεύουν ως άγκυρες για τη μικροβιακή προσκόλληση με τα κύτταρα-ξενιστές.

«Με βάση τις γνωστές λειτουργίες τους, η ταυτοποίηση τόσο της χιτοβιάσης (και στη συνέχεια ενός ολόκληρου συμπλέγματος παραγόντων αποικισμού) όσο και των πρωτεϊνών φιμπριλίνης υποστηρίζει τη συμμετοχή αυτών των πρωτεϊνών σε B.vulgatus αποικισμός», είπε ο Μόροου.

Τα άλλα 17 γονίδια είναι υποθετικές πρωτεΐνες χωρίς καμία ταυτοποιημένη λειτουργία ακόμη. Είναι ενδιαφέρον ότι τα γονίδια που χαρτογραφήθηκαν κοντά στις υποθετικές πρωτεΐνες περιλάμβαναν δραστηριότητες στην κινητοποίηση και μεταφορά του DNA, δηλαδή την ικανότητα να μετακινούνται γονίδια μέσα, γύρω ή έξω από το βακτηριακό γονιδίωμα.

Ο Morrow και ο Koo αναγνωρίζουν μια αδυναμία στη μελέτη τους.

Όταν ανέλυσαν τα 42 ζευγαρωμένα δείγματα μικροβίων κοπράνων από το σύνολο δεδομένων Human Microbiome Project, διαπίστωσαν ότι κανένα δεν είχε το πλήρες σύνολο των 19 γονιδίων που βρέθηκαν στα τρία πρώτα μοσχεύματα. B.vulgatus πιέσεις. Είκοσι έξι από τα δείγματα είχαν και τα δύο υποτιθέμενα γονίδια χιτοβιάσης και φιμπριλίνης και άλλα 11 είχαν μόνο το γονίδιο φιμπριλίνης. Υπήρχε ποικίλη παρουσία των άλλων 17 υποθετικών γονιδίων στα 42 δείγματα.

«Δεδομένου ότι κανένα από τα ζευγάρια στο Human Microbiome Project δεν είχε τα πλήρη 19 γονίδια, δεν γνωρίζουμε εάν κάποιο από τα ζευγάρια θα είχε έναν πρώιμο φαινότυπο αποικισμού σε μεταμοσχεύσεις μικροβίων κοπράνων», είπε ο Morrow. «Με βάση την ανάλυσή μας, θα υποθέταμε ότι το σύμπλοκο του παράγοντα αποικισμού και τα γονίδια φιμπριλίνης θα ήταν επαρκή, αλλά για να λυθεί αυτό το πρόβλημα, χρειάζονται πρόσθετες μεταμοσχεύσεις μικροβίων κοπράνων για υποτροπιάζοντες ασθενείς. C. difficile στους ανθρώπους θα ήταν απαραίτητο να γίνουν πρώιμες αναλύσεις στους χρόνους μετά τη μεταμόσχευση.

Οι ερευνητές του UAB λένε ότι μια άλλη εφαρμογή της μελέτης τους θα μπορούσε να είναι ο προσυμπτωματικός έλεγχος μετά από χημειοθεραπεία ή μεταμοσχεύσεις, οι οποίες είναι γνωστό ότι περιλαμβάνουν φάρμακα που μπορούν να διαταράξουν τη φυσιολογική μικροβιακή χλωρίδα του εντέρου. «Η ικανότητα γρήγορης αποκατάστασης του B.vulgatus Η κοινότητα σε αυτούς τους ασθενείς θα ήταν σημαντική για τη μείωση του κινδύνου μόλυνσης από παθογόνα ή ανθεκτικά στα αντιβιοτικά παθογόνα μικρόβια που θα μπορούσαν να επηρεάσουν τη συνολική υγεία», είπε ο Morrow.

υποστηρίζω Επιστημονικές Εκθέσεις μελέτη «Ταυτοποίηση δότη Bacteroides vulgatus γονίδια που κωδικοποιούν πρωτεΐνες που συσχετίζονται με τον πρώιμο αποικισμό μετά από μεταμόσχευση κοπράνων ασθενών με υποτροπιάζουσα νόσο Clostridium difficile“Προήλθε από την Ιατρική Σχολή Marnix E. Heersink στο UAB. Ο Morrow είναι ομότιμος καθηγητής στο Τμήμα Κυτταρικής, Αναπτυξιακής και Ολοκληρωτικής Βιολογίας του UAB και ο Koo είναι βιοπληροφορικός στο Τμήμα Γενετικής του UAB.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *