Отношения митохондрий и микробиоты

Актуальность темы Митохондриальные заболевания представляют собой важную группу наследственных нейрометаболических нарушений, которые неизменно демонстрируют полиорганное поражение, неуклонно прогрессируют и приводят к значительной заболеваемости и смертности. Они могут проявляться в виде дискретных клинических синдромов, таких как митохондриальная энцефаломиопатия, лактоацидоз и инсультоподобные эпизоды (MELAS), хроническая и прогрессирующая наружная офтальмоплегия (CPEO), а также глухота и диабет по материнской линии (MIDD), или, чаще, с широким перекрывающимся спектром клинических признаков, включая гипертрофическую кардиомиопатию и нарушение моторики желудочно-кишечного тракта. Симптомы, возникающие из-за нарушения моторики желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) у пациентов с митохондриальным заболеванием, все чаще распознаются и часто включают дисфагию, боль в животе, вздутие живота, избыточный бактериальный рост, запор и, в тяжелых случаях, псевдонепроходимость кишечника, имитирующую острую хирургическую брюшную полость. Высокая частота этого была недавно подтверждена, когда мы обследовали 86 митохондриальных пациентов на предмет желудочно-кишечных симптомов. Шестьдесят пять процентов пациентов испытывали симптомы нарушения моторики ЖКТ, включая запоры, раннее чувство насыщения, боль в животе и вздутие живота (готовится к публикации). Хотя предполагаемые патологические механизмы, лежащие в основе развития нарушения моторики ЖКТ, остаются разнообразными, потенциальные механизмы включают митохондриальную дисфункцию гладкой мускулатуры желудочно-кишечного тракта и висцеральную миопатию. Кроме того, бактерии в желудочно-кишечном тракте, называемые «кишечной микробиотой», также были определены как ключевой фактор нарушения моторики ЖКТ.

Обоснование На сегодняшний день существует мало эффективных методов лечения пациентов с митохондриальными заболеваниями, а те, которые доступны, носят преимущественно поддерживающий характер без доказанной эффективности лечения и плохого понимания связей между кишечной микробиотой, митохондриальными заболеваниями, нарушением моторики ЖКТ и здоровьем пациентов и качеством лечения. жизнь. Лечение включает различные антибиотики и слабительные, которые являются общими, а не специфическими для заболевания. Долгосрочные эффекты лекарств неизвестны, и их влияние на желудочно-кишечный тракт и микробиоту кишечника при митохондриальных заболеваниях в настоящее время неизвестно. Крайне важно оптимизировать поддерживающие терапевтические стратегии и разработать новые методы для улучшения клинического ведения. Хотя достижения в области технологий в настоящее время предоставляют больше биологической информации, чем когда-либо прежде, сложность и объем генерируемых данных превышают возможности анализа, интерпретации и перевода этой информации обратно в клиническое управление, что подчеркивает необходимость увеличения клинических аналитических возможностей. Использование биоинформатики и вычислительной биологии для объединения метагеномных данных, относящихся к микробиоте кишечника, и метаданных (характеристики пациента; фенотип/генотип) является одним из подходов к выявлению и прогнозированию того, какие факторы, такие как лекарства, фенотип и генотип, вызывают дисбиоз кишечной микробиоты.

Выяснение сложности и работы кишечной микробиоты при митохондриальных заболеваниях обеспечивает уникальный подход и более глубокое понимание биологии в целом, чего в настоящее время не хватает при первичных митохондриальных заболеваниях. Это исследование внесет свой вклад в изучение микробиома кишечника и даст новое представление о сложных взаимодействиях микроб: микроб и микробиота-хозяин. Новые идеи, полученные здесь, послужат основой для интервенционных исследований, направленных на манипулирование микробиомом кишечника и облегчение бремени болезни у пациентов с митохондриальными заболеваниями и, возможно, заболеваниями, связанными с митохондриальной дисфункцией, такими как ожирение, диабет и нейродегенеративные расстройства, такие как слабоумие и болезнь Паркинсона. болезнь.

Цели

Рабочая гипотеза состоит в том, что у пациентов с митохондриальным заболеванием наблюдается нарушение моторики ЖКТ, а микробиота кишечника усиливает клиническую тяжесть заболевания. Это исследование направлено на предоставление новой информации, касающейся:

1. Как тяжесть клинического заболевания влияет на микробиоту кишечника у митохондриальных пациентов по сравнению со здоровым контролем.
2. Как можно улучшить диагностические и терапевтические подходы к митохондриальным заболеваниям.