Wpływ probiotyków na opór kałowy podczas terapii eradykacyjnej Helicobacter pylori

Stosowanie antybiotyków jest jedną z najczęstszych strategii terapeutycznych współczesnej medycyny. Wraz ze znaczącymi korzystnymi efektami stosowania antybiotyków, ich stosowaniu towarzyszą skutki uboczne, w tym coraz częstsze pojawianie się drobnoustrojów opornych na antybiotyki, co stanowi globalny problem zdrowia publicznego. Inne istotne działania niepożądane obejmują objawy żołądkowo-jelitowe, takie jak biegunka, ból, dyskomfort w jelitach i wzdęcia, które mogą być konsekwencją dysbiozy. Powszechną strategią ograniczania skutków ubocznych związanych z antybiotykami jest dodawanie probiotyków, takich jak S. boulardii CNCM I-745 (Sb). Stosowanie bakteryjnych probiotyków w celu zmniejszenia skutków ubocznych związanych z antybiotykami ma kilka potencjalnych ograniczeń, w tym niszczenie probiotyków, rozwój szczepów probiotyków opornych na antybiotyki oraz przechodzenie genów opornych na antybiotyki do bakterii chorobotwórczych poprzez poziomy transfer genów. Sb to drożdże probiotyczne, których korzyści w przypadku dysbiozy jelitowej są związane z tworzeniem korzystnego środowiska wzrostu dla normalnej mikroflory jelitowej. Ze względu na drożdżowy charakter tego probiotyku, nie można uwzględnić ograniczeń probiotyków bakteryjnych podczas stosowania Sb. W związku z tym kluczowe znaczenie ma zbadanie mechanizmu molekularnego wywoływanego przez Sb na mikroflorę jelitową, w tym zmian w oporności.

W naszym poprzednim badaniu dotyczącym suplementacji Sb w leczeniu zakażenia H. pylori (Hp), pacjenci, którzy otrzymywali probiotyk, mieli znacznie mniejszą częstość objawów żołądkowo-jelitowych. Dodatkowo ci pacjenci mają większą liczbę równomierności różnorodności bakteryjnej (P = 0,0156), większa liczebność Enterobactereacea i mniejsza liczebność Bacteroides i Clostridia po zakończeniu leczenia i po miesiącu. Bacteroides i Clostridia były wcześniej uważane za wielooporne na antybiotyki szczepy prozapalne. Celem obecnego projektu jest scharakteryzowanie rezystomu osobników leczonych anty-H. pylori w obecności lub nieobecności Sb w próbkach kału.

Cele szczegółowe Określenie zmian rezystomu przed i po eradykacji Hp u pacjentów, którzy otrzymali lub nie otrzymali Sb.

Porównanie wzorców oporności między pacjentami leczonymi z powodu zakażenia Hp, którzy otrzymali lub nie otrzymali SB, w momencie zakończenia leczenia i jeden miesiąc po jego zakończeniu.

Opierając się na metagenomice shotgun, naukowcy starają się scharakteryzować mikrobiom i rezystom w próbkach kału i zrozumieć cechy funkcjonalne mikrobiomu, w tym geny wirulencji, szlaki metaboliczne i ruchome elementy genetyczne.

Metodologia DNA uzyskane z wcześniejszej charakterystyki mikrobiomu zostanie wykorzystane w tym projekcie. Jeśli DNA nie wystarczy, naukowcy pobiorą DNA z zamrożonych przechowywanych próbek za pomocą zestawu Power Soil.

DNA zostanie wysłane do UNC Chapel Hill lub University of Minnesota, gdzie zostaną skonstruowane biblioteki genomowe. Sekwencje Hi-Seq Illumina zostaną wykorzystane do uzyskania głębokości sekwencjonowania 10 milionów na próbkę.

FASTQC będzie używany do kontroli jakości odczytów, a multiQC jako generator raportów z surowych odczytów. Trimmomatic posłuży do przycinania adapterów Illumina oraz do wycinania odczytów na średniej jakości. Ponieważ w próbkach kału obecne jest ludzkie DNA, badacze muszą usunąć DNA gospodarza za pomocą oprogramowania do mapowania BWA i SAMtools. Korzystając z bazy danych Resfinder, badacze muszą wyrównać przefiltrowane odczyty i wygenerować tabelę zliczeń za pomocą ResistomeAnalyzer. Wreszcie naukowcy mogą tworzyć krzywe rozrzedzania na podstawie tabeli utworzonej za pomocą AMRPlusPlus.

Oczekiwane wyniki Naukowcy spodziewają się znaleźć większą różnorodność i obfitość genów oporności na antybiotyki (wrodzonych w genomie i przenoszonych przez ruchome elementy genetyczne) w grupie, która nie otrzymała Sb pod koniec leczenia i miesiąc po jego zakończeniu. Byłoby to skorelowane z niższą obfitością Clostridia i Bacteroides napotkanych w charakterystyce mikrobiomu genu 16S rRNA.

Badacze będą również w stanie scharakteryzować podrzędnie różnorodność i obfitość rezystomów genów oporności na antybiotyki spotykanych typowo u Enterobacteriaceae. Poprzednia analiza wykazała większą liczebność Enterobacteriaceae w grupie, która otrzymała Sb (wcześniej opisana w modelu mysim przez Sovran i in. 2018). Ponadto, ponieważ naukowcy uzyskają surowe odczyty sekwencjonowania strzelby, będą mogli dalej scharakteryzować bakterie modulowane przez użycie Sb na poziomie szczepu (Bacteroides, Clostridia i Enterobacteriaceae). Wspólnie naukowcy spodziewają się pozyskać cenne dane na temat stosowania Sb w odniesieniu do oporności na antybiotyki i dalszych cech mikrobiomu, w tym genów patogenności bakteryjnej. Wyniki te przyczynią się do wyjaśnienia korzystnych efektów dodatku Sb u pacjentów leczonych z powodu infekcji Hp.