Mechanismen von Probiotika und Antibiotika-assoziierter Diarrhoe (OURBIOTIC)

Probiotika sind lebende Mikroorganismen, die, wenn sie in angemessenen Mengen verabreicht werden, dem Wirt einen gesundheitlichen Nutzen bringen. Eine der häufigsten Indikationen für eine probiotische Behandlung ist die Prävention von Antibiotika-assoziierter Diarrhoe (AAD). Leider wird die Wirksamkeit vieler probiotischer Produkte, die für AAD verwendet werden, nicht durch rigorose unabhängige Forschung gestützt, und eine nicht evidenzbasierte klinische Anwendung ist üblich. Daten aus mehreren Studien stimmen mit der Vorstellung überein, dass eine antibiotikainduzierte Störung kommensaler Bakterien im Dickdarm zu einer signifikanten Verringerung der Produktion von kurzkettigen Fettsäuren (SCFA) und einer gleichzeitigen Verringerung der Na-abhängigen Flüssigkeitsabsorption führt, was zu AAD führt. Der untersuchte probiotische Stamm Bifidobacterium animalis subsp. lactis BB-12 (BB-12) hat gezeigt, dass es eine Vielzahl von Magen-Darm-Erkrankungszuständen lindert, und es ist bekannt, dass es Acetat in Konzentrationen von bis zu 50 mM in vitro produziert. Daher stellen die Forscher die Hypothese auf, dass die Verabreichung von BB-12 zur gleichen Zeit wie der Antibiotikaverbrauch vor der Entwicklung von AAD durch seine Fähigkeit, Acetat direkt zu erzeugen, schützt und auch andere SCFAs durch Kreuzfütterung bestimmter Bakterien im Firmicutes-Stamm erhöht, wie z Clostridium, Eubacterium und Roseburia, die Acetat zur Herstellung von Butyrat verwenden.

Das Hauptziel besteht darin, die Fähigkeit von BB-12 zu bestimmen, die antibiotikainduzierte Reduktion von SCFA zu beeinflussen, wie sie sich in den Acetatspiegeln widerspiegelt, dem am häufigsten vorkommenden SCFA im Primärkolon, und die zeitlichen Intervalle der probiotischen Verabreichung zu bewerten. Die primäre Hypothese ist, dass Antibiotika zu einer Verringerung der fäkalen SCFA führen, eine BB-12-Supplementierung jedoch vor einer antibiotikainduzierten SCFA-Reduktion schützt und/oder im Vergleich zu Kontrollen mit einer schnelleren Rückkehr zu den Ausgangswerten für SCFA verbunden ist. Antibiotika führen auch zu einer Abnahme der Gesamtkeimzahl und Diversität der Darmmikrobiota, stören die Homöostase des Darmökosystems und ermöglichen die Ansiedlung von Krankheitserregern. Wir gehen davon aus, dass die gleichzeitige Verabreichung des Probiotikums und des Antibiotikums für die probiotische Wirkung auf SCFA nicht erforderlich ist.

Das sekundäre Ziel wird darin bestehen, die Fähigkeit von BB-12 zu bestimmen, die antibiotikainduzierte Störung der Darmmikrobiota mit einem 16S-Profil der ribosomalen Ribonukleinsäure (rRNA) zu beeinflussen, und die zeitlichen Intervalle der probiotischen Verabreichung zu bewerten. Die sekundäre Hypothese ist, dass Antibiotika zu einer Verringerung der Gesamtzahl und Diversität der Bakterienarten führen, die in der fäkalen Mikrobiota vorhanden sind, und eine weitere BB-12-Supplementierung vor Antibiotika-induzierten Veränderungen in der Mikrobiota schützt und/oder mit a schnellere Rückkehr zu einer Grundzusammensetzung der Mikrobiota im Vergleich zu Kontrollen. Wir gehen davon aus, dass die gleichzeitige Verabreichung des Probiotikums und des Antibiotikums für die probiotische Wirkung auf die Zusammensetzung der Darmmikrobiota nicht erforderlich ist.

Das tertiäre Ziel ist die longitudinale Charakterisierung der Darmmikrobiota mit Hochdurchsatz-Metatranskriptomik, um ergänzende Informationen über die Auswirkungen von Antibiotika plus und minus BB-12 auf die Gesamtfunktion des Mikrobioms zu generieren. Wir nehmen an, dass Acetat, das von BB-12 in situ produziert wird, Butyratproduzenten im Firmicutes-Stamm kreuzfüttert, was zu einer Hochregulierung der Butyrat-Biosynthesewege führt.

Das langfristige Ziel besteht darin, die Auswirkungen von BB-12 auf eine Vielzahl von Magen-Darm-Erkrankungsstadien und -Altern durch hochrangige unabhängige Forschung zu bestimmen. Diese Aufklärung des Mechanismus ist wichtig für die Ausrichtung zukünftiger translationaler und Wirksamkeitsforschung.