Ernährungsmodulation des bakteriellen Schwefel- und Gallensäurestoffwechsels und Darmkrebsrisiko

Unsere Forschung soll mechanistisch bestimmen, warum der Verzehr von viel rotem Fleisch und gesättigten Fetten ein Risiko für die CRC-Entwicklung mit sich bringt, und zeigen, dass primäre mikrobielle Risikofaktoren (sulfidogene und Gallensäure metabolisierende Bakterien) durch die Ernährung modifiziert werden können. Der Schwerpunkt liegt auf Taurin, einer übersehenen Schwefelaminosäure (SAA), die in rotem Fleisch reichlich vorhanden ist oder durch bakterielle Dekonjugation des Gallensalzes TCA bereitgestellt wird, das bei Personen erhöht ist, die eine Ernährung mit hohem Gehalt an gesättigten Fettsäuren zu sich nehmen. Die Begründung für die Fokussierung der Ernährungsinterventionsstudie auf AAs ergibt sich aus der zuvor erwähnten Beobachtung, dass ein Taurin-atmendes Bakterium AA, aber nicht NHW-CRC-Patienten von gesunden Kontrollen unterschied, und die frühere Arbeit von PI Gaskins bei AA-Probanden konzentrierte sich auf Mechanismen, die dem erhöhten Risiko für CRC zugrunde liegen im Zusammenhang mit dem Verzehr einer westlichen Ernährungsweise.

Unsere starke Sammlung früherer Veröffentlichungen und neuer vorläufiger Daten unterstützt unsere Hypothese, dass Nahrungsquellen für organischen Schwefel die Häufigkeit von Mikroben erhöhen, die H2S durch den Taurinstoffwechsel erzeugen, und dass H2S proinflammatorische Wege aktiviert und als Genotoxin in der Dickdarmschleimhaut dient. Wir untersuchen zum ersten Mal Bakterien, die Taurin verwenden, das direkt aus rotem Fleisch oder indirekt durch TCA als Reaktion auf gesättigtes Fett bereitgestellt werden kann. Unsere Studie wird die erste sein, die die Folgen einer solchen spezifischen Ernährungsmanipulation auf genotoxische oder entzündliche Signalwege untersucht, die an der CRC-Entwicklung bei Risiko-AAs beteiligt sind.

Unsere Ergebnisse werden neue Informationen über die In-vivo-Wechselwirkungen zwischen Ernährung und Krebs liefern, die bisher beim Menschen, insbesondere AAs, nicht erforscht wurden. Der Tauringehalt von Lebensmitteln wird derzeit weder in den Nährstoffdatenbanken des Nutrition Data System for Research (NDSR) der University of Minnesota noch der USDA Standard Reference (USDA SR) bereitgestellt, die die Goldstandardquellen für den Nährstoffgehalt von Lebensmitteln sind. Der Nachweis, dass Taurin in der Lage ist, Biomarker des CRC-Risikos zu induzieren, indem es das Wachstum von sulfidogenen B. wadsworthia oder anderen ungezielten Bakterien fördert, wäre eine wichtige neue Beobachtung, die die Aufnahme dieser SAA in diese Nährstoffdatenbanken rechtfertigt. Wenn unsere Hypothese bestätigt wird, könnte eine einfache Überwachung der Taurinaufnahme die Anfälligkeit für CRC bei allen Personen verringern, insbesondere bei AAs mit erhöhtem Risiko. Wenn unsere Hypothese bestätigt wird, könnte es außerdem möglich sein, das Risiko nicht nur durch diätetische Interventionen, sondern auch durch Modifikation der Mikrobiota (möglicherweise durch Prä-, Pro- oder Synbiotika) zu reduzieren. Schließlich, wenn unsere Studie bestimmte Modi des bakteriellen Schwefel- oder Gallensäurestoffwechsels aufdeckt, die mit epithelialer Proliferation oder Entzündung bei AAs korrelieren, können die identifizierten Endpunkte möglicherweise Personen mit nicht-invasivem erhöhtem Risiko vorhersagen, die: a) über spezifische diätetische Interventionen beraten werden sollten (die untersuchten hierin); b) eine spezifische Therapie angeboten, um das Risiko zu reduzieren; oder c) zu einem regelmäßigen koloskopischen Screening beraten werden