Восстановление человеческого кишечника: повторное введение видов Limosilactobacillus Reuteri

В настоящее время имеются убедительные доказательства того, что индустриализация существенно снизила бактериальное разнообразие микробиоты кишечника (Segata, 2015), вероятно, из-за сочетания таких факторов, как использование антибиотиков, современная клиническая практика, санитария и изменения в пищевых привычках. Однако единственным фактором, для которого существуют эмпирические доказательства, является низкое содержание доступных микробиоте углеводов (MAC) в западных диетах, которые представляют собой неперевариваемые пищевые углеводы, которые становятся доступными для микробов, колонизирующих кишечник (Sonnerburg et al., 2015).

Предыдущая работа подтвердила общую предпосылку «истощения микробиома», продемонстрировав большее разнообразие фекальной микробиоты людей из сельских племен Папуа-Новой Гвинеи, которая содержит еще 50 видов, совершенно не обнаруживаемых у жителей Северной Америки (Martínez et al., 2015). . Одним из видов, обнаруживаемых у каждого жителя Папуа-Новой Гвинеи с помощью секвенирования 16S рРНК, но не обнаруженным ни в одном контроле в США, был Limosilactobacillus reuteri (L. реутери). Интересно, что этот вид, который также используется в качестве пробиотика, регулярно обнаруживался у людей в исследованиях, проведенных примерно в 1960 году, но очень редко встречается у современных людей, что свидетельствует о недавнем сокращении популяции L. reuteri у жителей Запада (Walter et al. , 2011). Что наиболее важно, L. reuteri является членом кишечной микробиоты многих видов позвоночных и оказывает благотворное влияние на иммунные функции и развитие хозяина, как показано в ряде широко цитируемых публикаций (Zelante et al. 2013; Buffington et al. 2016; Lamas). и др., 2016; Хе и др., 2017).

В настоящее время неясно, что вызвало падение популяции L. reuteri. Однако это, вероятно, связано с важностью неперевариваемых углеводов, которые присутствуют в очень малых количествах в рационе западных людей, в то время как их много в рационе сельских жителей Папуа-Новой Гвинеи, населения, которое питается преимущественно растительной пищей.

Цель этого исследования — продемонстрировать, что виды бактерий, доминирующие в незападном микробиоме, могут быть «повторно введены» в кишечник канадцев, получающих неиндустриальную диету, предназначенную для стимулирования роста кишечных бактерий. Это исследование также определит, как это «повторное введение» и диета неиндустриального типа влияет на иммунную функцию хозяина и метаболические взаимодействия хозяин-диета-микробиом, и исследует связи между ними. Далее будет изучено влияние микробиологического лечения и диеты на экологию кишечного микробиома. Основная гипотеза состоит в том, что изолят L. reuteri, происходящий из сельской местности Папуа-Новой Гвинеи, может быть установлен в кишечнике канадцев, получающих пищу, содержащую углеводы, которые, как известно, способствуют росту этого микроба. Также предполагается, что это «повторное введение» и потребление диеты неиндустриального типа будет связано с иммунологическими и метаболическими преимуществами для хозяина. Для достижения этих целей предлагаются следующие задачи:

1. Провести испытание на людях, чтобы определить, может ли штамм Limosilactobacillus reuteri, выделенный из сельских районов Папуа-Новой Гвинеи (ПНГ), приживаться в кишечнике здоровых канадцев.
2. Чтобы определить, можно ли улучшить колонизацию с помощью рациона, специально разработанного для обеспечения субстратов для роста L. reuteri.
3. Чтобы определить, как L. reuteri и диета неиндустриального типа изменяют человеческий микробиом, метаболом, кардиометаболические суррогатные конечные точки и иммунные биомаркеры воспаления.

Это исследование установит, могут ли «потерянные виды» бактерий быть повторно введены в кишечник человека, и может дать представление о механизме, чтобы сообщить, как такая диетическая модуляция может применяться для снижения риска хронических заболеваний. Поскольку штамм L. reuteri, выделенный от сельских жителей Папуа-Новой Гвинеи, функционально отличается от западных штаммов, о чем свидетельствует разная скорость роста на субстратах MAC, в этом исследовании будет дополнительно выявлены потенциальные пробиотические штаммы, которые ранее не были охарактеризованы из-за их полного отсутствия в промышленно развитом кишечнике. микробиом.