Efeito dos probióticos no resistoma fecal durante a terapia de erradicação do Helicobacter Pylori

O uso de antibióticos é uma das estratégias terapêuticas mais comuns da medicina moderna. Juntamente com os efeitos benéficos significativos do uso de antibióticos, os efeitos colaterais acompanham o uso dessas drogas, incluindo o aparecimento crescente de micróbios resistentes a antibióticos, um problema de saúde pública global. Outros efeitos colaterais significativos incluem sintomas gastrointestinais, como diarreia, dor, desconforto intestinal e flatulência, que podem ser consequência da disbiose. Uma estratégia comum para limitar os efeitos colaterais associados aos antibióticos é a adição de probióticos, como S. boulardii CNCM I-745 (Sb). O uso de probióticos bacterianos para reduzir os efeitos colaterais associados a antibióticos tem várias limitações potenciais, incluindo a destruição de probióticos, desenvolvimento de cepas de probióticos resistentes a antibióticos e passagem de genes resistentes a antibióticos para bactérias patogênicas por meio de transferência horizontal de genes. Sb é uma levedura probiótica cujos benefícios na disbiose intestinal têm sido associados ao estabelecimento de um ambiente de crescimento favorável para a microbiota intestinal normal. Devido à natureza de levedura deste probiótico, as limitações dos probióticos bacterianos não podem ser contabilizadas durante o uso de Sb. Consequentemente, é crucial estudar o mecanismo molecular desencadeado pelo Sb na microbiota intestinal, incluindo alterações no resistoma.

Em nosso estudo anterior sobre a suplementação com Sb no tratamento contra a infecção por H. pylori (Hp), os pacientes que receberam o probiótico tiveram uma frequência significativamente menor de sintomas gastrointestinais. Além disso, esses pacientes têm um número maior de igualdade de diversidade bacteriana (P = 0,0156), maior abundância de Enterobactereacea e menor abundância de Bacteroides e Clostridia após o término do tratamento e um mês depois. Bacteroides e Clostridia foram previamente implicados como cepas pró-inflamatórias multirresistentes a antibióticos. O objetivo do presente projeto é caracterizar o resistoma de indivíduos tratados com anti-H. pylori na presença ou ausência de Sb em amostras fecais.

Objetivos específicos Determinar as alterações do resistoma antes e após o tratamento de erradicação do Hp em pacientes que receberam ou não Sb.

Comparar os padrões de resistoma entre pacientes tratados para infecção por Hp que receberam ou não SB, no momento do término do tratamento e um mês após o término.

Com base na metagenômica shotgun, os pesquisadores buscam caracterizar o microbioma e o resistoma em amostras fecais e entender as características funcionais do microbioma, incluindo genes de virulência, vias metabólicas e elementos genéticos móveis.

Metodologia O DNA obtido da caracterização prévia do microbioma será utilizado neste projeto. Caso o DNA não seja suficiente, os pesquisadores extrairão o DNA das amostras armazenadas congeladas usando o kit Power Soil.

O DNA será enviado para a UNC Chapel Hill ou para a Universidade de Minnesota, onde serão construídas bibliotecas genômicas. As execuções Hi-Seq Illumina serão usadas para produzir uma profundidade de sequenciamento de 10 milhões por amostra.

O FASTQC será usado para controle de qualidade das leituras e o multiQC como gerador de relatórios das leituras brutas. O Trimmomatic será usado para ajustar os adaptadores Illumina e cortar as leituras na qualidade média. Como o DNA humano está presente nas amostras fecais, os investigadores devem remover o DNA do hospedeiro usando o software de mapeamento BWA e SAMtools. Usando o banco de dados do Resfinder, os investigadores devem alinhar as leituras filtradas e gerar uma tabela de contagem usando o ResistomeAnalyzer. Por fim, os pesquisadores podem criar curvas de rarefação com base na tabela feita com o AMRPlusPlus.

Resultados esperados Os pesquisadores esperam encontrar maior diversidade e abundância de genes de resistência a antibióticos (genoma intrínseco e carreado por elementos genéticos móveis) no grupo que não recebeu Sb ao final do tratamento e um mês após seu término. Isso estaria correlacionado com a menor abundância de Clostridia e Bacteroides encontrada na caracterização do microbioma do gene 16S rRNA.

Os investigadores também serão capazes de subcaracterizar a diversidade do resistoma e a abundância de genes de resistência a antibióticos encontrados tipicamente em Enterobacteriaceae. Uma análise anterior encontrou maior abundância de Enterobacteriaceae no grupo que recebeu Sb (anteriormente relatado em um modelo de camundongo por Sovran et al. 2018). Além disso, como os pesquisadores obterão as leituras brutas no sequenciamento shotgun, eles poderão caracterizar ainda mais as bactérias moduladas pelo uso de Sb no nível de cepa (Bacteroides, Clostridia e Enterobacteriaceae). Juntos, os pesquisadores esperam obter dados valiosos sobre o uso de Sb em relação à resistência a antibióticos e outras características do microbioma, incluindo genes de patogenicidade bacteriana. Esses resultados contribuirão para esclarecer os efeitos benéficos da adição de Sb em pacientes tratados para infecção pelo Hp.