Suolen mikrobiomi ja seerumin aineenvaihduntatuotteet biologisena mekanismina kivun taustalla munuaissiirrossa (BIOME-KT)

Tutkimuksen yhteenveto Lähes puolet (47 %) loppuvaiheen munuaissairautta (ESKD) sairastavista ihmisistä, joiden munuaisten toiminta palautuu munuaisensiirron jälkeen, kokee kroonista kipua verrattuna 19 prosenttiin Yhdysvaltain väestön aikuisista. Kipu liittyy samanaikaiseen väsymykseen, masennukseen ja ahdistukseen sekä vetäytymiseen tavanomaisista fyysisistä ja sosiaalisista toiminnoista; seurauksena on kyvyttömyys osallistua ja nauttia elämästä. Vaikea kipu voi johtaa siihen, ettei immunosuppressiota ja hoitokäytäntöjä noudateta, ja seurauksena voi olla lisääntynyt hylkimisreaktio, siirteen menetys ja kuolleisuus. Symbioottisten mikrobien (mikrobiotan) rooli maha-suolikanavassa ja niiden toiminnalliset geenit (mikrobiomi) on vakiintunut kipuun liittyvissä sairauksissa. Ruokavaliolla ja stressillä on tärkeä rooli signaalimolekyylien synteesissä, jotka ovat kriittisiä kroonista kipua sääteleville immunologisille, metabolisille ja endokriinisille reiteille. Ruokavaliomallit muuttuvat dramaattisesti elinsiirron jälkeen, kun vastaanottajat siirtyvät rajoitetusta "munuaisruokavaliosta" tavalliseen ruokavalioon, mikä usein johtaa runsaasti sokeria ja rasvaa sisältävien ruokien kulutukseen. Lisäksi psykologinen stressi heikentää merkittävästi mikrobiomin toimintaa ja käynnistää kipuun liittyviä biologisia polkuja, mikä johtaa suhteettoman suureen kiputaakkaan. Koska mikrobiomi, seerumin aineenvaihduntatuotteet ja kipu ovat dynaamisia, uudessa tutkimuksessamme käytetään mahdollisia toistuvia mittaussuunnitelmia tutkiakseen dynaamisia ajallisia suhteita mikrobiomin, kipua sääteleviin reitteihin liittyvien metaboliittien, transplantaatiotekijöiden (esim. immunosuppressio, munuaisten toiminta), muuttuvat ruokailutottumukset ja koettu stressi kipupisteissä ennen munuaisensiirtoa ja sen jälkeen. Arvelemme, että suoliston mikrobiomi ja sen sivutuotteet voivat osittain selittää kivun taustalla olevat biologiset mekanismit Häiritseminen munuaissairaudessa. Käsittelemme kolmea tavoitetta: 1) Määrittää mikrobikoostumuksen/funktionaalisten geenien ja kiertävien seerumin metaboliittien välillä KTR:issä kivuton vs. kivuton differentiaaliset dynaamiset suhteet, 2) määrittää ruokavalion ja koetun stressin maltilliset vaikutukset mikrobiomin välisiin dynaamisiin ajallisiin suhteisiin. ominaisuudet, seerumin metaboliitit ja kipupisteet KTR:iden välillä ja 3) käyttää koneoppimisalgoritmeja tunnistamaan isäntä-mikrobivuorovaikutuksia, jotka liittyvät kausaalisesti KTR:ien kivun häiriöihin. Koska munuaisten toiminta palautuu, munuaisensiirtomalli on tehokas tutkimaan mikrobiomin, kiertävien metaboliittien ja kroonisen kivun välisiä pitkittäisiä suhteita ESKD:tä sairastavilla ihmisillä, jotta voidaan kehittää potilaskeskeisiä interventioita kivun hoitoon kroonisen taudin eri kirjoissa.