اثر یک متابولیت میکروبیوم روده بر بیماری فیبروز کیستیک

به گزارش روابط پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، یک مطالعه نشان می دهد باکتری روده به نام Bacteroides دارای اثرات ضد التهابی در خون و راه های هوایی مدل موش فیبروز کیستیک (CF) از طریق تولید یک متابولیت تعدیل کننده سیستم ایمنی به نام پروپیونات است.

این یافته ها به شواهدی مبنی بر به اصطلاح محور روده-ریه اضافه می کند که در آن میکروب های روده می توانند بر سلامت ریه تأثیر بگذارند. آنها همچنین پیشنهاد می کنند که مکمل بدن با باکتریوئیدها می تواند مزایای بالینی برای بیماران CF داشته باشد.

دکتر تول، استاد دانشکده پزشکی Geisel دانشگاه دارتموث و نویسنده ارشد این مطالعه، در یک بیانیه مطبوعاتی گفت: ما فکر می کنیم که این ایده را ایجاد می کند که تغییرات در روده باعث برنامه ریزی مجدد سیستم ایمنی می شود، به گونه ای که بدن نسبت به عفونت های بعدی راه هوایی حساس نباشد.

این مطالعه، (باکتروئیدهای روده ای التهاب، سیتوکین های سیستمیک و اکولوژی میکروبی را از طریق پروپیونات در مدل موش فیبروز کیستیک تعدیل می کند) در mBio منتشر شد.

در CF، پروتئین CFTR که به حرکت نمک به داخل و خارج از سلول ها کمک می کند، از بین رفته یا ناکارآمد است و باعث می شود که آنها نتوانند به درستی جریان نمک و آب را تنظیم کنند و منجر به ایجاد مخاط ضخیم و چسبنده می شود که زمینه مناسبی را برای پرورش باکتری های مضر که پاتوژن های فرصت طلب نامیده می شوند، فراهم می کند. در ریه ها، تعداد این میکروب های بیماری زا از باکتری های سالمی که معمولاً در آنجا زندگی می کنند بیشتر است و منجر به عفونت های مزمن می شود که به کاهش عملکرد ریه کمک می کند.

اخیراً مشخص شده است که مجموعه ای از میکروب ها در دستگاه گوارش، به نام میکروبیوم روده، در CF نیز مختل شده است و روده CF شواهدی از افزایش التهاب را نشان می دهد.

در بیش از یک دهه تحقیق، O'Toole و همکارانش کشف کردند که میکروبیوم روده تغییر یافته در CF بیشتر از روده ها تأثیر می گذارد. تغییرات میکروبی در آنجا با نتایج عملکرد ریه، ارتباطی که به عنوان محور روده-ریه شناخته می شود، مرتبط است.

با کمال تعجب، بهترین پیش بینی کننده نحوه عملکرد مجرای تنفسی یک بچه، میکروب های روده شان بود تا میکروب های موجود در راه هوایی. ما همچنین متوجه شده بودیم که بچه های مبتلا به CF از نظر باکتری ها، میکروبی که در برنامه ریزی عملکرد روده و سیستم ایمنی در اوایل زندگی مهم شناخته می شود، کم شده اند.

این امر باعث شد تا محققان بررسی کنند که آیا کمبود باکتریوئیدها، که عموماً نقش مفیدی دارد، ممکن است منجر به تغییرات ایمنی شود که التهاب و بدتر شدن بالینی در CF را افزایش می دهد یا خیر.

سلول های روده ای که مهندسی شده بودند بدون CFTR در آزمایشگاه رشد کردند و با باکتریوئیدهایی که از مدفوع کودکان با یا بدون CF جدا شده بودند، درمان شدند. از این رو، محققان دریافتند که باکتری ها از هر منبع می توانند تولید یک مولکول التهابی به نام IL-8 را که با عملکرد بدتر ریه در CF مرتبط است، کاهش دهند و توانایی آن برای انجام این کار به مولکولی به نام پروپیونات وابسته است.

پروپیونات نوعی اسید چرب با زنجیره کوتاه، خانواده ای از متابولیت ها است که توسط باکتری های روده در طی واکنش های شیمیایی تولید می شود. این مولکول ها نقش مهمی در میکروبیوم دارند و در تنظیم پاسخ های التهابی نقش دارند.

محققان سپس با مدل موش CF آزمایش کردند که در آن میکروبیوم طبیعی با آنتی بیوتیک ها تخلیه شده بود و سپس با استفاده از نمونه های مدفوع کودکان مبتلا به CF، که برخی از آنها با Bacteroides تکمیل شده بودند، دوباره جمعیت کردند.

همانطور که انتظار می رفت، معرفی Bacteroides منجر به افزایش سطح پروپیونات در مدفوع شد. سپس تمام موش ها در معرض یک مولکول تحریک کننده التهاب تولید شده توسط سودوموناس آئروژینوزا قرار گرفتند، باکتری که معمولاً باعث عفونت ریه CF می شود.

موش های حاوی باکتری های مکمل پس از چالش التهابی، سطوح پایین تری از تعدادی مولکول التهابی به نام سیتوکین ها را در جریان خون خود داشتند.

باز هم، اثرات ضد التهابی Bacteroides وابسته به پروپیونات ظاهر شد. موش هایی که در معرض سویه باکتری که قادر به تولید پروپیونات نیستند، نسبت به موش هایی که در معرض سویه تولیدکننده پروپیونات استاندارد قرار داشتند، دارای سطوح بالاتری از مولکول های التهابی خاص در خون و ریه های خود بودند

به گفته محققان، احتمالاً پروپیونات تنها متابولیتی نیست که دارای اثرات ضد التهابی است.

دانشمندان بر این باورند که یافته های آنها نشان می دهد که پروبیوتیک های حاوی Bacteroides - مکمل های باکتری های مفید زنده - می توانند التهاب ریه را تعدیل کنند و بر نتایج بالینی در بیماران CF تأثیر بگذارند.

اوتول گفت: به نظر ما این در واقع اثباتی بر این مفهوم است که پروبیوتیک ها می توانند برای کودکان مبتلا به CF مفید باشند، بنابراین می تواند پیامدهای مهمی برای درمان داشته باشد.