Frontierele care transplantează particule asemănătoare virusului fecal reduc intestinul subțire indus de dietă bogată în grăsimi

Microbiom în sănătate și boală

Editat de
Jorge Frias-Lopez

Universitatea din Florida, Statele Unite

Revizuite de
Daniel C. Profet

Universitatea din Texas Southwestern Medical Center, Statele Unite

Abigail Johnson

University of Minnesota Twin Cities, Statele Unite

Afilierile editorului și ale recenzenților sunt cele mai recente oferite în profilurile lor de cercetare Loop și este posibil să nu reflecte situația lor în momentul examinării.

frontierele

  • Descărcați articolul
    • Descărcați PDF
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Suplimentar
      Material
  • Citarea exportului
    • Notă finală
    • Manager de referință
    • Fișier TEXT simplu
    • BibTex
DISTRIBUIE PE

Cercetare originală ARTICOL

  • 1 Medical Service, New Mexico VA Health Care System, Albuquerque, NM, Statele Unite
  • 2 Departamentul de biologie integrativă, Universitatea din California, Berkeley, Berkeley, CA, Statele Unite
  • 3 Mind Research Network, Universitatea din New Mexico, Albuquerque, NM, Statele Unite
  • 4 Divizia de Gastroenterologie și Hepatologie, Universitatea din New Mexico, Albuquerque, NM, Statele Unite

Introducere

În timpul transplantului de microbiote fecale (FMT), o populație mare de particule asemănătoare virusului (VLP) sunt transferate în tractul gastro-intestinal al destinatarului. Există o populație estimată de 10 9 VLP per gram de fecale, o densitate a populației egală cu cea a bacteriilor fecale (Kim și colab., 2011). Bacteriofagii (fagii) alcătuiesc

90% din VLP într-un virom intestinal sănătos (Reyes și colab., 2012) și s-a observat că modulează compoziția, structura și funcția comunităților microbiene intestinale (Abeles și Pride, 2014; Kim și Bae, 2016; Bao și colab. ., 2018; Hsu și colab., 2018; Moreno-Gallego și colab., 2019). Comunitatea de fagi intestinali a fost, de asemenea, asociată cu „disbioză” microbiană (denumită aici o stare de microbiom asociată în mod semnificativ cu scăderea stării de sănătate) în tulburări precum boala Crohn, colita ulcerativă și cancerul colorectal (Pérez-Brocal și colab., 2013; Wagner și colab., 2013; Norman și colab., 2015). Nu se cunoaște dacă fagii au un rol direct în provocarea sau prevenirea disbiozei, dar posibilitatea este atât o preocupare importantă în ceea ce privește tratamentele FMT existente, cât și o implicație promițătoare pentru viitoarele terapii care vizează microbiomii.

Exagerarea bacteriilor intestinale subțiri (SIBO) este o formă de disbioză caracterizată prin colonizarea crescută a mucoasei intestinului subțire de către bacteriile rezidente (Lin, 2004). SIBO poate fi indus de o varietate de perturbatori ai intestinului, inclusiv o dietă bogată în grăsimi (HFD) (Tomas și colab., 2016) și este tratată în mod obișnuit cu antibioterapie. Această abordare nu este întotdeauna eficientă și recurența SIBO este obișnuită (Lauritano și colab., 2008; Pimentel și colab., 2009). Terapia cu fagi este o opțiune alternativă de tratament antibacterian care nu a fost încă investigată pentru SIBO. Din punct de vedere istoric, terapia cu fagi specifică tulpinii a fost utilizată pentru a ucide un agent patogen bacterian vizat la un anumit loc de infecție (Lin și colab., 2017). Nu se știe dacă o populație diversă de fagi, cum ar fi cea reprezentată în fracțiunea VLP fecală, ar putea fi utilizată pentru a reduce colonizarea de către o populație diversă de bacterii rezidente pe o suprafață mare, cum ar fi mucoasa intestinului subțire.

Prezentul studiu este o investigație a impactului VLP fecale derivate de donator asupra microbiomului intestinal al receptorilor în timpul FMT. Șoarecii donatori au fost tratați cu un HFD, iar fecalele lor au fost transplantate fie întregi (FMT), fie procesate pentru a elimina bacteriile (VLP) în intestinul șoarecilor primitori care au fost hrăniți fie cu HFD, fie cu o dietă standard (SD). Mai exact, am testat ipoteza că transplantul unei fracții extrase de VLP fecale poate reduce densitatea bacteriană a mucoasei intestinului subțire prin compararea efectelor acestor două transplanturi (FMT vs. VLP) asupra densității bacteriene asociate mucoasei și a compoziției microbiomului intestinal.

Metode

Animale

Figura 1. (A) Un total de 18 șoareci donatori au fost randomizați în subgrupuri de = 3, fiecare subgrup (unul prezentat ca reprezentare) a furnizat transplanturi pentru patru șoareci destinatari. Peletele proaspete din fiecare subgrup au fost colectate, combinate și procesate în tratamente: câte una dintre HFD-FMT, HFD-VLP, SD-FMT și SD-VLP. Această schemă de donație a fost reprodusă de șase ori pentru dimensiunile totale ale grupului de destinatari de = 6. Nu sunt prezentate grupuri suplimentare de șoareci care primesc control PBS, SD-PBS și HFD-PBS. (B) Grupurile HFD au fost tratate cu 30 de zile de HFD, moment în care au fost colectate probe fecale de la donatori. După 30 de zile pe HFD, șoarecii au fost trecuți înapoi la SD timp de 24 de ore înainte de a primi tratamente care au fost administrate o dată pe zi timp de 3 zile consecutive. Șoarecii au fost eutanasiați la 24 de ore după tratamentul final. Grupurile SD au urmat același program, dar au rămas pe un SD pe durata experimentului. (C) Etape de procesare pentru FMT întregi și tratamente VLP fecale extrase: (1) Pelete fecale omogenizate în PBS; (2) Suspensie fecală microbiota fecală întreagă pentru FMT; (3) Fracțiune VLP fecală extrasă, epuizată de bacterii, pentru tratamente VLP; și (4) Suspensia fecală a componentelor subvirale (filtrată la

Pregătirea transplantului de fecale

Transplanturile fecale au fost preparate folosind probe fecale colectate de la un total de 18 șoareci donatori în ziua 30 a tratamentului lor cu HFD. Șoarecii donatori au fost randomizați în subgrupuri de trei (pentru un total de șase subgrupuri); probele combinate din fiecare subgrup au furnizat transplanturi pentru patru șoareci destinatari: câte unul din SD-FMT, SD-VLP, HFD-FMT și HFD-VLP (Figura 1A). Prin urmare, în fiecare comparație, tratamentul cu VLP a fost derivat din aceleași probe fecale utilizate pentru FMT și fiecare destinatar replicat într-un tratament dat a fost independent din punct de vedere biologic (adică, a primit transplanturi dintr-un subgrup independent). Etapele de procesare au implicat omogenizarea a 1,0 g de probe de fecale proaspete din fiecare subgrup, suspendarea în PBS și separarea în două alicote de volum egal: unul pentru procesare într-un FMT și unul pentru extragerea VLP-urilor (Figura 1C). Pentru tratamentele FMT, suspensia fecală a fost procesată minim folosind doar filtrarea suspensiei fecale prin vată de sticlă pentru a îndepărta particulele mari și resturile. Fracția FMT a fost utilizată atât pentru grupurile de destinatari SD-FMT, cât și pentru HFD-FMT.