腸内大腸菌の増殖に対する栄養脂肪の影響

伝染性下痢は、西側諸国および発展途上国でかなりの罹患率を引き起こし、かなりの医療資源の使用につながります。 抗生物質耐性は増加し続けており、将来的に治療の選択肢が減少する可能性があります。 重要な病原体には、ネズミチフス菌 (S. typhimurium) と病原性大腸菌 (E. 大腸菌) は遺伝的に密接に関連しています。

人間の腸は、細菌性病原体に対してかなりのコロニー形成抵抗性を持っています。 この耐性は、主に腸内微生物叢によって媒介されます。 したがって、腸の防御システムの崩壊につながる抗生物質または免疫抑制への以前の曝露は、その後のネズミチフス菌感染のリスクを高めます。

人間のマイクロバイオームの組成は、栄養、身体活動、薬物など、さまざまな要因にさらされると劇的な変化を遂げます。 ほとんどの研究は、さまざまな要因への長期暴露に焦点を当てていました。ただし、細菌の増殖は急速であるため (最適な条件下での S. typhimurium の倍加時間 = 20 分)、環境の短期的な変動でさえ、人間の微生物叢に劇的な影響を与える可能性があります。

WD Hardt 教授の研究室では、S. typhimurium 腸炎のマウスモデルが確立されました。 ほとんどのマウス系統は S. typhimurium のコロニー形成に対して耐性があるため、S. typhimurium 腸炎の誘導には抗生物質による前処理が必要です。 しかし、Hardt 研究室での最近の実験では、マウスを高脂肪食に 24 時間さらすと定着耐性が崩壊し、S. typhimurium 感染時にサルモネラ腸炎を引き起こすことが明らかになりました。 大腸菌株についても同様です。 その後の実験では、脂肪酸への曝露がコロニー形成抵抗性を克服するのに十分であることが実証されました。 機械的実験により、脂肪誘発性の胆汁放出が根底にあるメカニズムであることが確認されました。高脂肪食への曝露は胆汁酸分泌の増加につながります。 S. typhimurium は、共生細菌よりも 10 倍高い胆汁酸濃度に耐えることができ、競合する細菌と比較して S. typhimurium の増殖優位性につながります (WD Hardt et al.、未発表データ)。

この研究の目的は、人間の健康なボランティアでこの研究の結果を検証することです。 すべての参加者の栄養習慣は慎重に評価されます。 介入段階では、参加者は高脂肪または低脂肪の食事と、管理された用量の非病原性細菌 E. coli Nissle にさらされます。 大腸菌ニッスルは、「Mutaflor®」およびその他のプロバイオティクスの活性化合物です。 大腸菌ニッスルは、慢性炎症性腸疾患の治療に治療効果があります。 他の非病原性大腸菌株とは対照的に、それは特定のパターンの適合性因子を示しますが、顕著な毒性因子を欠いています。 in vivo および in vitro 実験では、腸内病原体による感染に対する保護効果と強力な免疫調節特性の両方が実証されました。 ヒトの腸内での大腸菌ニッスルの増殖は、ネズミチフス菌の増殖に似ています。 両方の細菌は、腸の成長に必要な代謝も共有しています。 したがって、ヒトの腸内での大腸菌ニッスルの増殖は、大腸菌株、ネズミチフス菌および関連する病原体の増殖のマーカーとして使用できます。

Mutaflor 摂取後の便中の大腸菌 Nissle 数を数え、ヒト微生物叢の他の変化を定量化する予定です。 仮説は、胆汁酸分泌の増加につながる高脂肪食が、大腸菌ニッスルにとって好ましい増殖条件をもたらし、その結果、便中の細菌数が増加するというものです。

この研究の結果は、細菌感染に対する人体の脆弱性に対する栄養組成の影響の理解を深めるのに役立ちます。 このような理解の向上により、不要な大腸菌株の増殖に対する予防策の設計が可能になる可能性があります (例: ESBL、病原性) または S. typhimurium 感染症および/または重篤な疾患の経過に影響を与え、最終的には抗生物質の使用を制限し、抗生物質耐性病原体の進化を抑えるのに役立つ可能性があります。