Účinky nutričního tuku na růst střevní E. Coli

Infekční průjem způsobuje v západních zemích a rozvojovém světě značnou nemocnost a vede k využití značných zdrojů na zdravotnictví. Rezistence na antibiotika se stále zvyšuje, což může v budoucnu vést k poklesu terapeutických možností. Mezi významné patogeny patří Salmonella typhimurium (S. typhimurium) a patogenní Escherichia coli (E. coli), které jsou geneticky blízce příbuzné.

Lidské střevo má značnou odolnost vůči kolonizaci proti bakteriálním patogenům. Tento odpor je z velké části zprostředkován střevní mikroflórou. Proto předchozí expozice antibiotik nebo imunosuprese vedoucí k poruše střevních obranných systémů zvyšují riziko následné infekce S. typhimurium.

Složení lidského mikrobiomu prochází dramatickými změnami při vystavení různým faktorům včetně výživy, fyzické aktivity, léků a mnoha dalších. Většina studií se zaměřila na dlouhodobé vystavení různým faktorům; nicméně, protože bakteriální růst je rychlý (doba zdvojnásobení S. typhimurium za optimálních podmínek = 20 minut), mohou i krátkodobé změny v prostředí dramaticky ovlivnit lidskou mikroflóru.

V laboratoři prof. WD Hardta byl vytvořen myší model enterokolitidy S. typhimurium. Protože většina myších kmenů je rezistentních vůči kolonizaci S. typhimurium, je pro indukci enterolitidy S. typhimurium požadavkem předchozí léčba antibiotiky. Nedávné experimenty v laboratoři Hardt však odhalily, že u myší 24hodinové vystavení dietě s vysokým obsahem tuku také vede k rozpadu odolnosti vůči kolonizaci, což vede k enterokolitidě Salmonella po infekci S. typhimurium. Totéž platí pro kmeny E. coli. Následné experimenty ukázaly, že expozice mastným kyselinám je dostatečná k překonání odolnosti vůči kolonizaci. Mechanistické experimenty identifikovaly tukem vyvolané uvolňování žluči jako základní mechanismus: Vystavení dietě s vysokým obsahem tuku vede ke zvýšené sekreci žlučových kyselin; S. typhimurium může tolerovat 10krát vyšší koncentrace žlučových kyselin než komenzální bakterie, což vede k růstové výhodě S. typhimurium ve srovnání s konkurenčními bakteriemi (WD Hardt et al., nepublikovaná data).

Cílem této studie je ověřit výsledky této studie na lidských zdravých dobrovolnících. Výživové návyky všech účastníků budou pečlivě hodnoceny. V intervenční fázi budou účastníci vystaveni buď vysokotučné nebo nízkotučné dietě a kontrolované dávce nepatogenní bakterie E. coli Nissle. E. coli Nissle je aktivní sloučeninou pro "Mutaflor®" a další probiotika. E. coli Nissle má terapeutické účinky pro léčbu chronických zánětlivých střevních onemocnění. Na rozdíl od jiných nepatogenních kmenů E. coli vykazuje specifický vzorec fitness faktorů, ale postrádá výrazné virulentní faktory. Experimenty in vivo a in vitro prokázaly jak ochranné účinky proti infekci střevními patogeny, tak silné imunomodulační vlastnosti. Růst E. coli Nissle v lidském střevě připomíná růst S. typhimurium. Obě bakterie také sdílejí metabolické požadavky na střevní růst. Proto může být růst E. coli Nissle v lidském střevě použit jako marker pro růst kmenů E. coli, Salmonella typhimurium a příbuzných patogenů.

Plánuje se vyčíslit počet E. coli Nissle ve stolici po požití Mutaflor a kvantifikovat další změny lidské mikrobioty. Předpokládá se, že dieta s vysokým obsahem tuků vedoucí ke zvýšené sekreci žlučových kyselin má za následek příznivé podmínky růstu pro E. coli Nissle, což má za následek vysoký počet bakterií ve stolici.

Výsledky studie pomohou zlepšit porozumění důsledkům složení výživy na zranitelnost lidského organismu vůči bakteriálním infekcím. Takové lepší porozumění by mohlo umožnit navržení preventivních opatření pro růst nežádoucích kmenů E. coli (např. ESBL, patogenní) nebo infekce S. typhimurium a/nebo závažný průběh onemocnění a může nakonec pomoci omezit používání antibiotik a vývoj patogenů rezistentních na antibiotika.