Effetto dei probiotici sul resistoma fecale durante la terapia di eradicazione dell'Helicobacter Pylori

L'uso di antibiotici è una delle strategie terapeutiche più comuni della medicina moderna. Insieme ai significativi effetti benefici dell'uso di antibiotici, gli effetti collaterali accompagnano l'uso di questi farmaci, compresa la crescente comparsa di microbi resistenti agli antibiotici, un problema di salute pubblica globale. Altri effetti collaterali significativi includono sintomi gastrointestinali come diarrea, dolore, disturbi intestinali e flatulenza, che possono essere la conseguenza della disbiosi. Una strategia comune per limitare gli effetti collaterali associati agli antibiotici è l'aggiunta di probiotici, come S. boulardii CNCM I-745 (Sb). L'uso di probiotici batterici per ridurre gli effetti collaterali associati agli antibiotici ha diversi potenziali limiti, tra cui la distruzione dei probiotici, lo sviluppo di ceppi di probiotici resistenti agli antibiotici e il passaggio di geni resistenti agli antibiotici a batteri patogeni attraverso il trasferimento genico orizzontale. Sb è un lievito probiotico i cui benefici sulla disbiosi intestinale sono stati associati alla creazione di un ambiente di crescita favorevole per il normale microbiota intestinale. A causa della natura di lievito di questo probiotico, le limitazioni dei probiotici batterici non possono essere spiegate durante l'uso di Sb. Di conseguenza, è fondamentale studiare il meccanismo molecolare suscitato da Sb sul microbiota intestinale, compresi i cambiamenti nel resistoma.

Nel nostro precedente studio riguardante l'integrazione con Sb nel trattamento contro l'infezione da H. pylori (Hp), i pazienti che hanno ricevuto il probiotico avevano una frequenza significativamente inferiore di sintomi gastrointestinali. Inoltre, quei pazienti hanno un numero maggiore di uniformità della diversità batterica ( P = 0, 0156), maggiore abbondanza di Enterobactereacea e minore abbondanza di Bacteroides e Clostridia al completamento del trattamento e un mese dopo. Bacteroides e Clostridia sono stati precedentemente implicati come ceppi pro-infiammatori multiresistenti agli antibiotici. L'obiettivo del presente progetto è quello di caratterizzare il resistoma di individui trattati con anti-H. pylori in presenza o assenza di Sb nei campioni fecali.

Obiettivi specifici Determinare i cambiamenti del resistoma prima e dopo il trattamento di eradicazione di Hp in pazienti che hanno ricevuto o meno Sb.

Confrontare i modelli resistomi tra i pazienti trattati per infezione da Hp che hanno ricevuto o meno SB, al momento del completamento del trattamento e un mese dopo averli terminati.

Sulla base della metagenomica del fucile, i ricercatori cercano di caratterizzare il microbioma e il resistoma nei campioni fecali e comprendere le caratteristiche funzionali del microbioma, inclusi i geni di virulenza, le vie metaboliche e gli elementi genetici mobili.

Metodologia Il DNA ottenuto dalla precedente caratterizzazione del microbioma sarà utilizzato in questo progetto. Nel caso in cui il DNA non fosse sufficiente, i ricercatori estrarranno il DNA dai campioni conservati congelati utilizzando il kit Power Soil.

Il DNA verrà spedito all'UNC Chapel Hill o all'Università del Minnesota, dove verranno costruite le librerie genomiche. Le corse Hi-Seq Illumina verranno utilizzate per produrre una profondità di sequenziamento di 10 milioni per campione.

FASTQC verrà utilizzato per il controllo della qualità delle letture e multiQC come generatore di report dalle letture grezze. Trimmomatic verrà utilizzato per tagliare gli adattatori Illumina e per tagliare letture di qualità media. Poiché il DNA umano è presente sui campioni fecali, gli investigatori devono rimuovere il DNA dell'ospite utilizzando il software di mappatura BWA e SAMtools. Utilizzando il database Resfinder, gli investigatori devono allineare le letture filtrate e generare una tabella di conteggio utilizzando ResistomeAnalyzer. Infine, i ricercatori possono creare curve di rarefazione basate sulla tabella realizzata utilizzando AMRPlusPlus.

Risultati attesi I ricercatori si aspettano di trovare una maggiore diversità e abbondanza di geni di resistenza agli antibiotici (genoma intrinseco e veicolato da elementi genetici mobili) nel gruppo che non ha ricevuto Sb alla fine del trattamento e un mese dopo il suo completamento. Ciò sarebbe correlato con la minore abbondanza di Clostridia e Bacteroides riscontrata nella caratterizzazione del microbioma del gene 16S rRNA.

I ricercatori saranno anche in grado di sottocaratterizzare la diversità del resistoma e l'abbondanza di geni di resistenza agli antibiotici incontrati tipicamente su Enterobacteriaceae. Un'analisi precedente ha rilevato una maggiore abbondanza di Enterobacteriaceae nel gruppo che ha ricevuto Sb (precedentemente riportato in un modello murino da Sovran et al. 2018). Inoltre, poiché i ricercatori otterranno le letture grezze sul sequenziamento del fucile, potrebbero caratterizzare ulteriormente i batteri modulati dall'uso di Sb a livello di ceppo (Bacteroides, Clostridia ed Enterobacteriaceae). Insieme, i ricercatori si aspettano di ottenere dati preziosi sull'uso di Sb per quanto riguarda la resistenza agli antibiotici e ulteriori caratteristiche del microbioma, compresi i geni della patogenicità batterica. Questi risultati contribuiranno a chiarire gli effetti benefici dell'aggiunta di Sb nei pazienti trattati per infezione da Hp.