Badanie kliniczne preparatu PEG do oczyszczania jelit u pacjentów poddawanych appendektomii

Mikrobiota jelitowa człowieka stanowi jedną z najgęstszych społeczności mikrobiologicznych na Ziemi, obejmując wysoce zróżnicowane zgromadzenie mikroorganizmów, które pełnią funkcje metaboliczne, immunologiczne i ochronne kluczowe dla zdrowia człowieka. Mikrobiota przewodu pokarmowego jest kształtowana przez różnorodne czynniki, w tym genetykę, stan fizjologiczny gospodarza (takie jak wiek, choroby i stres) oraz warunki środowiskowe, takie jak środowisko życia i stosowanie leków. Wśród tych licznych czynników zakłócających, interwencje jatrogenne – w szczególności procedura oczyszczania jelit niezbędna przed kolonoskopią – wywierają szczególnie znaczący wpływ na mikroekosystem jelitowy.

Obecne przygotowanie do kolonoskopii obejmuje podawanie dużych objętości glikolu polietylenowego (PEG2000-4000) jako środka przeczyszczającego i poślizgowego. Istniejące badania wskazują, że stosowanie PEG może znacząco zmniejszyć bogactwo i różnorodność mikrobiologiczną. W szczególności, spożycie PEG może prowadzić do nieprawidłowego rozrostu gatunków *Akkermansia*, redukcji Firmicutes oraz zwiększonego obciążenia i ekspresji genów wirulencji patogenów, takich jak *Citrobacter*. Metabolicznie, stosowanie PEG może skutkować zmniejszoną dehydroksylacją pierwotnych kwasów żółciowych i zaburzeniami metabolizmu cholesterolu, ostatecznie przyczyniając się do biegunki, utraty wagi, zaburzeń metabolizmu lipidów i energii oraz zapalenia jelit. Zatem, szerokie stosowanie PEG może powodować długotrwałe i nieodwracalne uszkodzenia mikrobioty jelitowej, stwarzając znaczne zagrożenia dla zdrowia.

Wyrostek robaczkowy, zlokalizowany u podstawy kątnicy, jest wydłużoną, rurkowatą strukturą wystającą z tylnej ściany kątnicy. Jako integralny składnik jelitowego układu odpornościowego błony śluzowej, jego światło zawiera bogate struktury biofilmu, które zapewniają „ekologiczne sanktuarium” dla bakterii komensalnych, chroniąc je przed efektem wypłukiwania przez treść jelitową. Nowe badania wskazują, że w warunkach fizjologicznych wyrostek robaczkowy stale przyjmuje i chroni określoną mikrobiotę z bliższej części okrężnicy, w szczególności przylegających przedstawicieli typów Firmicutes i Bacteroidetes. Gdy u gospodarza występuje dysbioza mikrobiologiczna – z powodu czynników takich jak infekcja, ekspozycja na antybiotyki lub oczyszczanie jelit – wyrostek robaczkowy może służyć jako rezerwuar mikrobiologiczny, przyspieszając proces przywracania mikroekologicznego. Dlatego wyrostek robaczkowy jest uważany za „naturalny system zapasowy” dla mikrobioty jelitowej, a jego integralność odgrywa niezastąpioną rolę w opieraniu się zaburzeniom mikrobiologicznym i utrzymywaniu odporności mikroekologicznej. Historycznie, zapalenie wyrostka robaczkowego było najczęstszym ostrym nagłym przypadkiem brzusznym, a po wystąpieniu ostrego zapalenia wyrostka robaczkowego tradycyjna terapia często obejmuje wycięcie wyrostka robaczkowego. Obszerne dowody epidemiologiczne wykazały, że populacje po appendektomii mają znacznie podwyższone ryzyko zakażenia *Clostridioides difficile*, raka jelita grubego, choroby Parkinsona i depresji. Badania metagenomiczne ujawniają dalej, że osoby po appendektomii wykazują zmniejszoną różnorodność mikrobiologiczną jelit, utrzymująco niską liczebność rodzajów produkujących krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (np. *Faecalibacterium* i *Roseburia*), zmniejszoną stabilność sieci mikrobiologicznych oraz osłabioną odporność i zdolność regeneracji wobec zewnętrznych zaburzeń. Te odkrycia sugerują, że utrata wyrostka robaczkowego może postawić mikroekosystem jelitowy w stanie „kruchej równowagi”, w którym nałożenie silnego zaburzenia związanego z oczyszczaniem jelit opartym na PEG mogłoby wywołać cięższą i bardziej trwałą dysbiozę.

Niniejsze badanie przyjmuje projekt równoległej, kontrolowanej, monitorowanej próby klinicznej, rekrutując łącznie około 10 uczestników. Kwalifikujący się uczestnicy muszą mieć wcześniej przebyte wycięcie wyrostka robaczkowego lub prawostronną hemikolektomię z wycięciem wyrostka robaczkowego, mieć wiek 18-75 lat, być zaplanowani do kolonoskopii, być ogólnie zdrowi i nie mieć historii poważnych chorób narządów. Uczestnicy kontrolni muszą mieć wiek 18-75 lat, nie mieć historii wycięcia wyrostka robaczkowego lub prawostronnej hemikolektomii z wycięciem wyrostka robaczkowego, być ogólnie zdrowi i nie mieć historii poważnych chorób narządów. Obie grupy muszą spełniać odpowiednie kryteria wykluczenia, w tym: przeciwwskazania do kolonoskopii (np. choroby organiczne takie jak niewydolność sercowo-płucna), nietolerancję środków przeczyszczających PEG, ciążę, długoletnią historię chorób jelit lub stosowanie antybiotyków w ciągu ostatnich sześciu miesięcy.

Próbki kału będą zbierane w wielu punktach czasowych: przed kolonoskopią, przy pierwszym nie-wodnistym stolcu po kolonoskopii oraz w miesiąc, trzy miesiące i sześć miesięcy po kolonoskopii. Sekwencjonowanie metagenomiczne będzie używane do wykrywania informacji o mikrobiomie jelitowym w kale, a analiza bioinformatyczna będzie przeprowadzona z naciskiem na: (1) długoterminowe efekty kolonoskopii na mikrobiotę jelitową oraz charakterystykę zaburzeń podczas regeneracji mikroekologicznej jelit po appendektomii; (2) projektowanie probiotycznych formulacji przywracających mikroekologię w oparciu o cechy mikrobiomu; oraz (3) selekcję reprezentatywnych próbek kału do późniejszych eksperymentów na zwierzętach.

To badanie nie będzie wykorzystywać reklam rekrutacyjnych; uczestnictwo jest całkowicie dobrowolne. Uczestnicy będą informowani o potencjalnych ryzykach podczas eksperymentu i podpiszą formularze świadomej zgody po wyrażeniu zgody na udział w badaniu. Wolontariusze, którzy zgodzą się uczestniczyć, wypełnią kwestionariusz w celu oceny stanu zdrowia jelit i innych warunków zdrowotnych i zostaną przesłuchani zgodnie z powyższymi kryteriami selekcji i wykluczenia. Zebrane próbki będą oznakowane kodami, aby zapewnić, że żadne dane osobowe identyfikujące nie zostaną ujawnione. Przez całe badanie tożsamość uczestników będzie utrzymywana w tajemnicy, z widocznymi tylko kodami i fenotypami chorób. Uczestnicy mogą wycofać się z badania w dowolnym momencie.

To badanie przeanalizuje skład i strukturę mikrobioty jelitowej uczestników, a uczestnicy będą na bieżąco informowani o postępach testów i analiz oraz będą mieli dostęp do swoich własnych odpowiednich danych.