Das Darmmikrobiom und die Serummetaboliten als biologischer Mechanismus, der Schmerzen bei Nierentransplantationen zugrunde liegt (BIOME-KT)

Zusammenfassung der Studie Fast die Hälfte (47 %) der Menschen mit Nierenerkrankungen im Endstadium (ESKD), deren Nierenfunktion nach einer Nierentransplantation wiederhergestellt wird, leiden unter chronischen Schmerzen, verglichen mit 19 % der Erwachsenen in der US-amerikanischen Allgemeinbevölkerung. Schmerzen gehen mit komorbider Müdigkeit, Depression und Angstzuständen sowie dem Rückzug von üblichen körperlichen und sozialen Aktivitäten einher; Dies führt dazu, dass man nicht mehr am Leben teilnehmen und es genießen kann. Starke Schmerzen können zur Nichteinhaltung von Immunsuppressions- und Behandlungsprotokollen führen und ein erhöhtes Risiko für Abstoßung, Transplantatverlust und Mortalität zur Folge haben. Die Rolle symbiotischer Mikroben (Mikrobiota) im Magen-Darm-Trakt und ihrer funktionellen Gene (Mikrobiom) ist bei schmerzbedingten Erkrankungen gut belegt. Ernährung und Stress spielen eine wichtige Rolle bei der Synthese von Signalmolekülen, die für immunologische, metabolische und endokrine Wege zur Regulierung chronischer Schmerzen von entscheidender Bedeutung sind. Nach der Transplantation ändern sich die Ernährungsgewohnheiten dramatisch, da die Empfänger von einer eingeschränkten „Nieren“-Diät auf eine normale Ernährung umsteigen, was häufig zu einem erhöhten Verzehr von Nahrungsmitteln mit hohem Zucker- und Fettgehalt führt. Darüber hinaus beeinträchtigt psychischer Stress die Funktion des Mikrobioms erheblich, indem er biologische Signalwege in Gang setzt, die am Schmerz beteiligt sind, was zu einer unverhältnismäßigen Schmerzbelastung führt. Da das Mikrobiom, die Serummetaboliten und der Schmerz dynamisch sind, wird unsere neuartige Untersuchung ein prospektives Design mit wiederholten Messungen verwenden, um die dynamischen zeitlichen Beziehungen zwischen dem Mikrobiom, Metaboliten, die mit Signalwegen zur Schmerzregulierung verbunden sind, Transplantationsfaktoren (z. B. Immunsuppression, Nierenfunktion), sich ändernde Ernährungsgewohnheiten und wahrgenommener Stress, auf Schmerzwerte vor und nach einer Nierentransplantation. Wir gehen davon aus, dass das Darmmikrobiom und seine Nebenprodukte teilweise die zugrunde liegenden biologischen Mechanismen der Schmerzinterferenz bei Nierenerkrankungen erklären können. Wir werden uns mit drei Zielen befassen: 1) Bestimmung unterschiedlicher dynamischer zeitlicher Beziehungen zwischen mikrobieller Zusammensetzung/funktionellen Genen und zirkulierenden Serummetaboliten in KTRs mit Schmerzen vs. ohne Schmerzen, 2) Bestimmung der Moderationseffekte von Ernährung und wahrgenommenem Stress auf dynamische zeitliche Beziehungen zwischen Mikrobiomen Merkmale, Serummetaboliten und Schmerzwerte bei KTRs und 3) Verwendung von Algorithmen für maschinelles Lernen, um Wirt-Mikroben-Interaktionen zu identifizieren, die ursächlich mit Schmerzinterferenzen bei KTRs verbunden sind. Da die Nierenfunktion wiederhergestellt wird, eignet sich das Nierentransplantationsmodell hervorragend zur Untersuchung der longitudinalen Beziehungen zwischen dem Mikrobiom, zirkulierenden Metaboliten und chronischen Schmerzen bei Menschen mit ESKD, um patientenzentrierte Interventionen zur Schmerzbehandlung im gesamten Spektrum der CKD zu entwickeln.