Effekt av probiotika på fekal resistom under Helicobacter Pylori-utryddelsesterapi

Antibiotikabruk er en av de vanligste terapeutiske strategiene i moderne medisin. Sammen med de betydelige fordelaktige effektene av antibiotikabruk, følger bivirkninger bruken av disse stoffene, inkludert det økende utseendet av antibiotikaresistente mikrober, et globalt folkehelseproblem. Andre betydelige bivirkninger inkluderer gastrointestinale symptomer som diaré, smerte, ubehag i tarmen og flatulens, som kan være konsekvensen av dysbiose. En vanlig strategi for å begrense antibiotika-assosierte bivirkninger er tilsetning av probiotika, som S. boulardii CNCM I-745 (Sb). Bruk av bakteriell probiotika for å redusere antibiotika-assosierte bivirkninger har flere potensielle begrensninger, inkludert ødeleggelse av probiotika, utvikling av probiotika-stammer som er resistente mot antibiotika, og passasje av antibiotika-resistente gener til patogene bakterier gjennom horisontal genoverføring. Sb er en probiotisk gjær hvis fordeler på intestinal dysbiose har vært assosiert med å etablere et gunstig vekstmiljø for normal tarmmikrobiota. På grunn av gjærnaturen til dette probiotikaet, kan ikke begrensningene til bakterielle probiotika redegjøres for under bruk av Sb. Følgelig er det avgjørende å studere den molekylære mekanismen fremkalt av Sb på tarmmikrobiota, inkludert endringer i resistom.

I vår tidligere studie angående tilskudd med Sb på behandlingen mot H. pylori (Hp)-infeksjon, hadde pasienter som fikk probiotika en signifikant lavere frekvens av gastrointestinale symptomer. I tillegg har disse pasientene et høyere antall jevnhet med bakteriediversitet (P=0,0156), høyere forekomst av Enterobactereacea, og lavere forekomst av Bacteroides og Clostridia ved fullført behandling og en måned senere. Bacteroides og Clostridia har tidligere vært implisert som antibiotiske multiresistente pro-inflammatoriske stammer. Målet med dette prosjektet er å karakterisere resistomet til individer behandlet med anti-H. pylori-behandling i nærvær eller fravær av Sb i fekale prøver.

Spesifikke mål Å bestemme resistomendringene før og etter Hp-eradikeringsbehandling hos pasienter som har fått eller ikke Sb.

For å sammenligne resistommønstrene mellom pasienter behandlet for Hp-infeksjon som har fått eller ikke SB, på tidspunktet for avsluttet behandling og en måned etter avsluttet behandling.

Basert på hagle-metagenomikken, søker forskerne å karakterisere mikrobiomet og resistomet i fekale prøver og forstå mikrobiomets funksjonelle egenskaper, inkludert virulensgener, metabolske veier og mobile genetiske elementer.

Metodikk DNA hentet fra forrige mikrobiomkarakterisering vil bli brukt i dette prosjektet. I tilfelle DNA ikke er nok, vil forskerne trekke ut DNA fra de frosne lagrede prøvene ved hjelp av Power Soil-settet.

DNA vil bli sendt til UNC Chapel Hill eller University of Minnesota, hvor genomiske biblioteker vil bli konstruert. Hi-Seq Illumina-kjøringer vil bli brukt til å produsere en sekvenseringsdybde på 10 millioner per prøve.

FASTQC vil bli brukt for les kvalitetskontroll og multiQC som rapportgenerator fra rålesene. Trimmomatic vil bli brukt til å trimme Illumina-adaptere og for å kutte avlesninger på gjennomsnittlig kvalitet. Siden menneskelig DNA er tilstede på avføringsprøvene, må etterforskerne fjerne verts-DNA ved å bruke kartprogramvaren BWA og SAMtools. Ved å bruke Resfinder-databasen må etterforskerne justere de filtrerte avlesningene og generere en telletabell ved hjelp av ResistomeAnalyzer. Til slutt kan forskerne lage rarfaksjonskurver basert på tabellen laget med AMRPlusPlus.

Forventede resultater Forskerne forventer å finne et høyere mangfold og overflod av antibiotikaresistensgener (genom iboende og båret av mobile genetiske elementer) på gruppen som ikke mottok Sb ved slutten av behandlingen og en måned etter at den var fullført. Dette vil være korrelert med den lavere forekomsten av Clostridia og Bacteroides som man møter i 16S rRNA-genmikrobiomkarakteriseringen.

Etterforskerne vil også være i stand til å underkarakterisere resistommangfoldet og overfloden av antibiotikaresistensgener som vanligvis påtreffes på Enterobacteriaceae. En tidligere analyse fant en høyere forekomst av Enterobacteriaceae i gruppen som fikk Sb (tidligere rapportert i en musemodell av Sovran et al. 2018). I tillegg, siden forskerne vil få tak i råavlesningene på haglesekvensen, kan de ytterligere karakterisere bakteriene modulert ved bruk av Sb på stammenivå (Bacteroides, Clostridia og Enterobacteriaceae). Sammen forventer forskerne å få verdifulle data om bruken av Sb angående antibiotikaresistens og ytterligere mikrobiomegenskaper, inkludert gener for bakteriell patogenitet. Disse resultatene vil bidra til å klargjøre de gunstige effektene av Sb-tilsetning hos pasienter behandlet for Hp-infeksjon.