Påvirkning av mekanisk tarmforberedelse på GI-mikrobiota

Prosedyren for mekanisk tarmpreparering (BP), som går rett før kolonendoskopi, resulterer i en betydelig reduksjon i rapporterte symptomer for flere tarmlidelser (f.eks. irritabel tarmsyndrom (IBS)), men foreløpig er det lite forskningsbasert støttende bevis. Dette forslaget vil bruke et robust eksperimentelt design for å utforske både sammensetningen av mikrobiotaen, og viktigere, dens metabolske aktivitet for å vurdere interaksjoner med menneskelige verter etter BP. Målet med denne pilotstudien er å generere data som viser de destabiliserende effektene av BP på både sammensetningen og den metabolske aktiviteten til tarmmikrobiotaen.

Hvis hypotesen er bevist, vil denne studien vise at BP genererer et "vindu av muligheter" for å påvirke den påfølgende reetableringen av mikrobiotaen. Dette er med det endelige målet å korrigere dysbiose og forhindre utvikling av symptomatisk ukomplisert divertikkelsykdom hos pasienter med divertikulose.

Bakgrunn Divertikkelsykdom, karakterisert ved svakhet i det støttende bindevevet i tykktarmsveggen som fører til dannelse av divertikler1, er noe neglisjert og får ikke vitenskapelig oppmerksomhet som andre inflammatoriske tarmsykdommer har. Til tross for at denne tilstanden påvirker 50 % av vår aldrende befolkning, hvorav omtrent 1/5 vil utvikle svekkende symptomatisk ukomplisert divertikkelsykdom (SUDD)2, er det mangel på kunnskap på dette feltet.

Faktorene som bestemmer overgangen fra asymptomatisk divertikulose til SUDD er uklare. Imidlertid har tarmmikrobiotaen blitt implisert i en nylig småskala studie som korrelerte divertikulose med uttømming av Clostridium-klynge IV. Clostridium cluster IX, Fusobacterium og Lactobacillaceae, som alle kan ha en anti-inflammatorisk effekt. Pasienter som har uspesifikke magesmerter og diaré på venstre side vurderes ved kolonendoskopi. En studie i liten skala viste at denne prosedyren også resulterte i en signifikant reduksjon i Lactobacillaceae i kontrollpopulasjonen etter 1 måned (n=10).

BP mottas 14 og 20 timer før koloskopi og involverer oral administrering med en rekke stimulerende avføringsmidler (f.eks. Moviprep - polyetylenglykol) som resulterer i alvorlig diaré og fullstendig fjerning av fekalt materiale fra tarmen. Det er sannsynlig at denne BP er involvert i enhver reduksjon i rapporterte symptomer i motsetning til selve endoskopiske prosedyren, selv om antatte underliggende mekanismer ennå ikke er identifisert.

Hypotese: Tarmforberedelse for endoskopi vil destabilisere tarmmikrobiotaen hos pasienter med divertikulose. Reetablering av denne mikrobiotaen følger en endret utviklingsbane som resulterer i vedvarende endringer i sammensetningen av mikrobiotaen. Videre vil disse observerte endringene ha funksjonelle konsekvenser som identifisert gjennom endrede metabolske interaksjoner ved mikrobe-vert-grensesnittet.

Mål og målsetninger:

1. Kvantifiser vedvarende observasjonsendringer som oppstår innenfor de funksjonelle gruppene i tarmmikrobiotaen etter BP (HTP FISHflow-teknologi).
2. Funksjonelle konsekvenser av slike endringer for vertsmetabolisme, vert-mikrobe sammetabolisme og kortkjedet fettsyreproduksjon vil bli vurdert (henholdsvis kjernemagnetisk resonansspektroskopi og gasskromatografi).
3. Statistiske dataintegreringsteknikker vil identifisere koblinger mellom den endrede mikrobiotaen og metabolske profiler for å begynne å bestemme mekanismene som ligger til grunn for påvirkningen av tarmmikrobiotaen i divertikulose.
4. Utdataene ovenfor vil identifisere om det oppstår et "vindu av muligheter" etter BP som kan utnyttes til å rette opp dysbiose som grunnlag for en senere større studie.

Eksperimentelt design

For å vurdere effekten av BP på tykktarmsmikrobiotaen ved divertikulose, vil postmenopausale kvinner med milde uspesifikke venstresidige magesmerter og diaré, som har blitt henvist til kolorektalenheten ved Royal Berkshire Hospital, rekrutteres av søkere (KT, PC). Pasienter som ikke har fått antibiotika i løpet av de siste 3 månedene vil fylle ut et spørreskjema for å vurdere gastrointestinale symptomer, som vil være basert på de som er brukt i våre tidligere studier med humant irritabel tarmsyndrom (IBS). Urin vil bli samlet ved t=0 (før BP), t=2d (24 timer etter BP), t=8d (1 uke etter BP) og t=3 måneder (når tilbakekalt til sykehus). Avføring vil bli samlet på samme tidspunkt unntatt t=2d, i stedet vil det første tomrommet etter BP bli bedt om. Pasienter får tilsendt oral BP per post eller henter dem på endoskopienheten, og vi vil utnytte dette til å levere avføringsprøvepotter. Prøver vil bli gitt enten på sykehuset og umiddelbart frosset, eller pasienter vil bli bedt om å fryse og ta med seg til avtalen. Senere prøver (t-8d, t=3 måneder), vil bli holdt frosset hjemme og deretter samlet inn av University of Reading-ansatte når begge prøvene er samlet inn. Ved innsamling vil pasientene få utlevert spørreskjemaet (og selvadressert konvolutt) for å tillate sammenligning av symptomene deres 2 uker og 3 måneder etter BP med de som er rapportert på forhånd (t=0).