Mekanismer af probiotika og antibiotika-associeret diarré (OURBIOTIC)

Probiotika er levende mikroorganismer, der, når de indgives i passende mængder, giver en sundhedsmæssig fordel for værten. En af de mest almindelige indikationer for probiotisk behandling er forebyggelse af antibiotika-associeret diarré (AAD). Desværre er effektiviteten af ​​mange probiotiske produkter, der bruges til AAD, ikke understøttet af streng uafhængig forskning, og ikke-evidensbaseret klinisk brug er almindelig. Data fra flere undersøgelser stemmer overens med den opfattelse, at antibiotika-induceret forstyrrelse af kommensale bakterier i tyktarmen resulterer i en signifikant reduktion af kortkædet fedtsyre (SCFA) produktion og en samtidig reduktion i Na-afhængig væskeabsorption, hvilket resulterer i AAD. Den probiotiske stamme, der undersøges, Bifidobacterium animalis subsp. lactis BB-12 (BB-12), har vist sig at lindre en række gastrointestinale sygdomstilstande og er kendt for at producere acetat i koncentrationer op til 50 mM in vitro. Efterforskerne antager således, at administration af BB-12 samtidig med antibiotikaforbrug vil beskytte mod udviklingen af ​​AAD gennem dets evne til at generere acetat direkte, og også øge andre SCFA'er gennem krydsfodring af visse bakterier i Firmicutes phylum som f.eks. Clostridium, Eubacterium og Roseburia, som bruger acetat til at producere butyrat.

Det primære formål er at bestemme BB-12's evne til at påvirke antibiotika-induceret reduktion i SCFA som afspejlet af niveauerne af acetat, den mest udbredte primære colon SCFA, og vurdere tidsmæssige intervaller for probiotisk administration. Den primære hypotese er, at antibiotika vil resultere i en reduktion af fækal SCFA, men BB-12-tilskud vil beskytte mod antibiotika-induceret SCFA-reduktion og/eller være forbundet med en hurtigere tilbagevenden til baseline SCFA-niveauer sammenlignet med kontroller. Antibiotika resulterer også i et fald i det samlede mikrobielle antal og diversitet i tarmmikrobiotaen, hvilket forstyrrer homeostasen i tarmens økosystem og tillader kolonisering af patogener. Vi antager, at samtidig administration af probiotikum og antibiotikum ikke er nødvendig for den probiotiske indvirkning på SCFA.

Det sekundære mål vil være at bestemme BB-12's evne til at påvirke antibiotika-induceret forstyrrelse af tarmmikrobiotaen med 16S ribosomal ribonukleinsyre (rRNA) profilering og vurdere tidsmæssige intervaller for probiotisk administration. Den sekundære hypotese er, at antibiotika vil resultere i et fald i det samlede antal og mangfoldighed af bakteriearter, der er til stede i den fækale mikrobiota, og yderligere BB-12-tilskud vil beskytte mod antibiotika-inducerede skift i mikrobiotaen og/eller vil være forbundet med en hurtigere tilbagevenden til en basislinjemikrobiotasammensætning sammenlignet med kontroller. Vi antager, at samtidig administration af probiotika og antibiotika ikke er nødvendig for den probiotiske effekt på sammensætningen af ​​tarmmikrobiotaen.

Det tertiære mål er at karakterisere tarmmikrobiotaen på langs med high-throughput metatranskriptomik for at generere komplementær information om virkningen af ​​antibiotika plus og minus BB-12 på den overordnede mikrobiomfunktion. Vi antager, at acetat produceret af BB-12 in situ vil krydsføde butyratproducenter i Firmicutes phylum, hvilket resulterer i en opregulering af butyratbiosynteseveje.

Det langsigtede mål er at bestemme virkningen af ​​BB-12 på en række gastrointestinale sygdomstilstande og aldre gennem uafhængig forskning på højt niveau. Denne mekanismebelysning er vigtig for at styre fremtidig translationel og effektivitetsforskning.