Прикордонна трансплантація фекальних вірусоподібних частинок зменшує високий вміст жиру, викликаний дієтою тонкої кишки

Мікробіом у здоров’ї та хворобах

Редаговано

Хорхе Фріас-Лопес

Університет Флориди, США

Переглянуто

Даніель К. Пророк

Південно-західний медичний центр Техаського університету, США

Ебігейл Джонсон

Міста-побратими Університету Міннесоти, США

Приналежності редактора та рецензентів є останніми, наданими в їхніх дослідницьких профілях Loop, і вони не можуть відображати їх ситуацію на момент огляду.

Завантажити статтю
- Завантажте PDF
- ReadCube
- EPUB
- XML (NLM)
- Додаткові
  Матеріал
Експортне посилання
- EndNote
- Довідковий менеджер
- Простий текстовий файл
- BibTex

ПОДІЛИТИСЯ НА

СТАТТЯ Оригінального дослідження

1 Медична служба, система охорони здоров'я штату Нью-Мексико, Альбукерке, Нью-Мексико, США
2 Кафедра інтегративної біології Каліфорнійського університету, Берклі, Берклі, Каліфорнія, США
3 Mind Research Network, Університет Нью-Мексико, Альбукерке, Нью-Мексико, США
4 Відділ гастроентерології та гепатології, Університет Нью-Мексико, Альбукерке, Нью-Мексико, США

Вступ

Під час трансплантації мікробіоти калу (FMT) велика популяція вірусоподібних частинок (VLP) переноситься в шлунково-кишковий тракт реципієнта. За оцінками, на грам фекалій спостерігається 10 9 VLP, щільність популяції рівна щільності фекальних бактерій (Kim et al., 2011). Бактеріофаги (фаги) складають

90% VLP у здоровому кишечнику (Reyes et al., 2012) і спостерігали модуляцію складу, структури та функції мікробних спільнот кишечника (Abeles and Pride, 2014; Kim and Bae, 2016; Bao et al. ., 2018; Hsu et al., 2018; Moreno-Gallego et al., 2019). Спільнота фагових кишок також була пов’язана з мікробним «дисбіозом» (тут називається станом мікробіомів, суттєво пов’язаним зі зниженням здоров’я) при таких захворюваннях, як хвороба Крона, виразковий коліт та рак прямої кишки (Pérez-Brocal et al., 2013; Вагнер та ін., 2013; Норман та ін., 2015). Чи фаги відіграють безпосередню роль у спричиненні або запобіганні дисбіозу, невідомо, але ця можливість є важливою проблемою щодо існуючих методів лікування ФМТ та перспективним наслідком для майбутніх методів орієнтування на мікробіоми.

Розростання бактерій тонкої кишки (SIBO) - це форма дисбіозу, що характеризується посиленою колонізацією слизової оболонки тонкого кишечника резидентними бактеріями (Lin, 2004). SIBO може бути індукований різними порушниками роботи кишечника, включаючи дієту з високим вмістом жиру (HFD) (Tomas et al., 2016) і зазвичай лікується антибіотикотерапією. Цей підхід не завжди ефективний, і повторення SIBO є загальним явищем (Lauritano et al., 2008; Pimentel et al., 2009). Фаготерапія - альтернативний варіант антибактеріального лікування, який ще не досліджений щодо SIBO. Історично склалося так, що штамова фаготерапія застосовувалася для знищення цільового бактеріального збудника у певному місці зараження (Lin et al., 2017). Невідомо, чи можна використовувати різноманітну популяцію фагів, наприклад, представлену у фекальній фракції VLP, для зменшення колонізації різноманітною популяцією резидентних бактерій на великій площі поверхні, такій як слизова оболонка тонкої кишки.

Це дослідження є дослідженням впливу донорських фекальних ВЛП на мікробіом кишечника реципієнтів під час ФМТ. Донорських мишей обробляли HFD, а їх кал трансплантували або цілим (FMT), або обробляли для видалення бактерій (VLP) у кишечнику мишей-реципієнтів, яких годували або HFD, або стандартною дієтою (SD). Зокрема, ми перевірили гіпотезу про те, що трансплантація витягнутої фракції фекальних ВЛП може зменшити бактеріальну щільність слизової оболонки тонкої кишки шляхом порівняння ефекту цих двох трансплантацій (ФМТ проти ВЛП) на пов’язану зі слизовою оболонку бактеріальну щільність та склад мікробіому кишечника.

Методи

Тварини

Малюнок 1. (А) Всього 18 мишей-донорів було рандомізовано в підгрупи = 3, кожна підгрупа (одна показана як репрезентація) забезпечила трансплантацію чотирьом мишам-реципієнтам. Свіжі гранули з кожної підгрупи збирали, об’єднували та обробляли для обробки: по одній з HFD-FMT, HFD-VLP, SD-FMT та SD-VLP. Ця схема пожертв була повторена шість разів для загального розміру групи отримувачів = 6. Додаткові групи мишей, які отримують контроль PBS, SD-PBS та HFD-PBS, не зображені. (B) Групи HFD обробляли 30 днів HFD, після чого відбирали зразки калу у донорів. Через 30 днів на HFD мишей переводили назад на SD протягом 24 годин до отримання обробок, які вводили один раз на день протягом 3 днів поспіль. Мишей евтаназували через 24 год після остаточної обробки. Групи СД дотримувались того ж графіка, але залишались на СД протягом експерименту. (C) Етапи обробки цілого FMT та вилучених фекальних VLP: (1) гомогенізовані фекальні гранули в PBS; (2) Фекальна суспензія цільної мікробіоти калу для FMT; (3) Вилучена фракція VLP фекалій для лікування VLP; та (4) Фекальна суспензія субвірусних компонентів (відфільтрована при

Підготовка до трансплантації калу

Трансплантацію калу готували з використанням зразків калу, зібраних у загальної кількості 18 мишей-донорів на 30 день лікування HFD. Мишей-донорів рандомізували в підгрупи з трьох (загалом шість підгруп); об'єднані зразки з кожної підгрупи забезпечили трансплантацію чотирьом мишам-реципієнтам: по одній із SD-FMT, SD-VLP, HFD-FMT та HFD-VLP (рис. 1А). Отже, у кожному порівнянні лікування VLP отримували з тих самих зразків калу, які використовувались для FMT, і кожен реплікативний реципієнт в рамках даного лікування був біологічно незалежним (тобто отримував трансплантати від незалежної підгрупи). Етапи обробки включали гомогенізацію 1,0 г свіжих зразків калу з кожної підгрупи, суспендування в PBS і поділ на дві аликвоти однакового об’єму: одну для переробки в FMT та одну для вилучення VLP (Рисунок 1C). Для лікування ФМТ суспензію калу мінімально обробляли, використовуючи лише фільтрацію суспензії калу через скловата для видалення великих частинок та сміття. Фракція FMT використовувалася як для груп одержувачів SD-FMT, так і для HFD-FMT.