Vliv probiotik na fekální odpor během eradikační terapie Helicobacter pylori

Užívání antibiotik je jednou z nejběžnějších terapeutických strategií moderní medicíny. Spolu s významnými příznivými účinky užívání antibiotik doprovázejí užívání těchto léků vedlejší účinky, včetně rostoucího výskytu mikrobů odolných vůči antibiotikům, což je celosvětový problém veřejného zdraví. Další významné vedlejší účinky zahrnují gastrointestinální symptomy, jako je průjem, bolest, střevní potíže a plynatost, které mohou být důsledkem dysbiózy. Běžnou strategií pro omezení vedlejších účinků spojených s antibiotiky je přidání probiotik, jako je S. boulardii CNCM I-745 (Sb). Použití bakteriálních probiotik ke snížení vedlejších účinků spojených s antibiotiky má několik potenciálních omezení, včetně zničení probiotik, vývoje probiotických kmenů rezistentních vůči antibiotikům a přenosu genů rezistentních vůči antibiotikům k patogenním bakteriím prostřednictvím horizontálního přenosu genů. Sb je probiotická kvasinka, jejíž účinky na střevní dysbiózu byly spojeny s vytvořením příznivého růstového prostředí pro normální střevní mikroflóru. Vzhledem k kvasinkové povaze tohoto probiotika nelze při užívání Sb zohlednit omezení bakteriálních probiotik. V důsledku toho je klíčové studovat molekulární mechanismus vyvolaný Sb na střevní mikrobiotě, včetně změn v rezistomu.

V naší předchozí studii týkající se suplementace Sb při léčbě infekce H. pylori (Hp) měli pacienti, kteří dostávali probiotika, významně nižší frekvenci gastrointestinálních symptomů. Navíc tito pacienti mají vyšší počet vyrovnanosti bakteriální diverzity (P=0,0156), vyšší výskyt Enterobactereacea a nižší výskyt Bacteroides a Clostridia po dokončení léčby a jeden měsíc později. Bacteroides a Clostridia byly dříve implikovány jako multirezistentní prozánětlivé kmeny vůči antibiotikům. Cílem současného projektu je charakterizovat odpor jedinců léčených anti-H. pylori terapie v přítomnosti nebo nepřítomnosti Sb ve vzorcích stolice.

Specifické cíle Zjistit změny odporu před a po eradikační léčbě Hp u pacientů, kteří dostali či nedostali Sb.

Porovnat odporové vzorce mezi pacienty léčenými pro infekci Hp, kteří dostali nebo nedostali SB, v době dokončení léčby a jeden měsíc po jejím ukončení.

Na základě metagenomiky brokovnice se výzkumníci snaží charakterizovat mikrobiom a rezistom ve vzorcích stolice a porozumět funkčním charakteristikám mikrobiomu, včetně genů virulence, metabolických drah a mobilních genetických prvků.

Metodika V tomto projektu bude použita DNA získaná z předchozí charakterizace mikrobiomu. V případě, že DNA nestačí, vědci extrahují DNA ze zmrazených uložených vzorků pomocí sady Power Soil.

DNA bude odeslána do UNC Chapel Hill nebo University of Minnesota, kde budou vytvořeny genomické knihovny. Hi-Seq Illumina běhy budou použity k vytvoření hloubky sekvenování 10 milionů na vzorek.

FASTQC bude použit pro kontrolu kvality čtení a multiQC jako generátor zpráv z nezpracovaných čtení. Trimmomatic bude použit k oříznutí adaptérů Illumina a k oříznutí čtení v průměrné kvalitě. Protože je ve vzorcích stolice přítomna lidská DNA, musí vyšetřovatelé odstranit hostitelskou DNA pomocí mapovacího softwaru BWA a SAMtools. Pomocí databáze Resfinder musí vyšetřovatelé zarovnat filtrované hodnoty a pomocí ResistomeAnalyzeru vygenerovat tabulku počtu. Nakonec mohou vědci vytvořit křivky zředění na základě tabulky vytvořené pomocí AMRPlusPlus.

Očekávané výsledky Výzkumníci očekávají, že naleznou vyšší diverzitu a hojnost genů rezistence na antibiotika (vlastní genom a nesené mobilními genetickými elementy) u skupiny, která nedostala Sb na konci léčby a jeden měsíc po jejím ukončení. To by korelovalo s nižším výskytem Clostridia a Bacteroides, se kterými se setkáváme při charakterizaci mikrobiomu genu 16S rRNA.

Vyšetřovatelé budou také schopni podcharakterizovat diverzitu odporu a množství genů rezistence na antibiotika, s nimiž se typicky setkávají u Enterobacteriaceae. Předchozí analýza zjistila vyšší početnost Enterobacteriaceae ve skupině, která dostávala Sb (dříve hlášeno na myším modelu Sovranem et al. 2018). Kromě toho, protože výzkumníci získají surové hodnoty na sekvenování brokovnice, mohli by dále charakterizovat bakterie modulované použitím Sb na úrovni kmene (Bacteroides, Clostridia a Enterobacteriaceae). Vědci společně očekávají, že získají cenné údaje o použití Sb týkající se antibiotické rezistence a dalších charakteristik mikrobiomu, včetně genů bakteriální patogenity. Tyto výsledky přispějí k objasnění příznivých účinků přidání Sb u pacientů léčených pro infekci Hp.