Obnova lidského střeva: Znovuzavedení druhu Limosilactobacillus Reuteri

Nyní existují konzistentní důkazy, že industrializace podstatně snížila bakteriální diverzitu střevní mikroflóry (Segata, 2015), pravděpodobně kvůli kombinaci faktorů, jako je používání antibiotik, moderní klinické postupy, hygiena a změny ve stravovacích návycích. Jediným faktorem, pro který existují empirické důkazy, je však nízký obsah sacharidů přístupných mikrobiotě (MAC) v západní stravě, což jsou nestravitelné dietní sacharidy, které se stávají dostupnými pro mikroby kolonizující střevo (Sonnerburg et al., 2015).

Předchozí práce potvrdily celkový předpoklad „vyčerpání mikrobiomu“ tím, že prokázaly vyšší diverzitu ve fekální mikrobiotě jedinců z venkovských kmenů v Papui Nové Guineji, které obsahují dalších 50 druhů zcela nedetekovatelných v Severní Americe (Martínez et al., 2015) . Jedním druhem detekovatelným u každého jedince Papuy-Nové Guineje pomocí sekvenování 16S rRNA, ale ne v jediné americké kontrole, byl Limosilactobacillus reuteri (L. reuteri). Je zajímavé, že tento druh, který se také používá jako probiotikum, byl pravidelně detekován u lidí ve studiích prováděných kolem roku 1960, ale u současných lidí se vyskytuje velmi zřídka, což naznačuje nedávný pokles populace L. reuteri u obyvatel Západu (Walter et al. , 2011). A co je nejdůležitější, L. reuteri je členem střevní mikroflóry u mnoha druhů obratlovců a má přínos pro imunitní funkce a vývoj hostitele, jak bylo prokázáno v řadě vysoce citovaných publikací (Zelante et al. 2013; Buffington et al. 2016; Lamas a kol. 2016; He a kol. 2017).

V současné době není jasné, co způsobilo pokles populace L. reuteri. Je to však pravděpodobně kvůli důležitosti nestravitelných sacharidů, které jsou přítomny ve velmi malých množstvích v západní stravě, zatímco jsou hojné ve stravě obyvatel venkova Papuy-Nové Guineje, populace, která konzumuje převážně rostlinnou stravu.

Cílem této studie je demonstrovat, že bakteriální druh dominantní v newesternizovaném mikrobiomu může být „znovu zaveden“ ve střevě Kanaďanů krmených neindustrializovaným typem stravy navržené k podpoře růstu střevních bakterií. Tato studie také určí, jak toto „znovuzavedení“ a dieta neprůmyslového typu ovlivňuje imunitní funkci hostitele a metabolické interakce hostitel-strava-mikrobiom, a prozkoumá souvislosti mezi nimi. Dále prozkoumá účinky mikrobiální léčby a stravy na ekologii střevního mikrobiomu. Ústřední hypotézou je, že izolát L. reuteri, pocházející z venkova Papuy-Nové Guineje, se může usadit ve střevech Kanaďanů krmených stravou obsahující sacharidy, o kterých je známo, že usnadňují růst tohoto mikroba. Rovněž se předpokládá, že toto „znovuzavedení“ a konzumace stravy neprůmyslového typu bude spojeno s imunologickými a metabolickými přínosy pro hostitele. K dosažení těchto cílů jsou navrženy následující cíle:

1. Provést zkoušku na lidech, aby se zjistilo, zda kmen Limosilactobacillus reuteri izolovaný z venkova Papuy-Nové Guineje (PNG) může být zaveden ve střevě zdravých Kanaďanů.
2. Zjistit, zda lze kolonizaci zlepšit podáváním stravy speciálně navržené tak, aby poskytovala růstové substráty pro L. reuteri.
3. Zjistit, jak L. reuteri i dieta neprůmyslového typu mění lidský mikrobiom, metabolom, kardiometabolické náhradní koncové body a imunitní biomarkery zánětu.

Tato studie určí, zda lze „ztracený druh“ bakterií znovu zavést do lidského střeva, a může poskytnout mechanický pohled na informace, jak lze takovou modulaci stravy použít ke snížení rizika chronických onemocnění. Vzhledem k tomu, že kmen L. reuteri izolovaný z venkova Papuy-Nové Guineje je funkčně odlišný od západních kmenů, o čemž svědčí různé rychlosti růstu na substrátech MAC, tato studie dále identifikuje potenciální probiotické kmeny, které dříve nebyly charakteristické kvůli jejich celkové absenci v industrializovaném střevě mikrobiom.