Влияние пробиотиков на фекальный резистом во время эрадикационной терапии Helicobacter Pylori

Использование антибиотиков является одной из наиболее распространенных терапевтических стратегий современной медицины. Наряду со значительными положительными эффектами применения антибиотиков, применение этих препаратов сопровождается побочными эффектами, в том числе увеличением появления устойчивых к антибиотикам микробов, что является глобальной проблемой общественного здравоохранения. Другие значительные побочные эффекты включают желудочно-кишечные симптомы, такие как диарея, боль, дискомфорт в кишечнике и метеоризм, которые могут быть следствием дисбактериоза. Распространенной стратегией ограничения побочных эффектов, связанных с антибиотиками, является добавление пробиотиков, таких как S. boulardii CNCM I-745 (Sb). Использование бактериальных пробиотиков для уменьшения побочных эффектов, связанных с антибиотиками, имеет несколько потенциальных ограничений, включая разрушение пробиотиков, создание штаммов пробиотиков, устойчивых к антибиотикам, и передачу генов устойчивости к антибиотикам патогенным бактериям посредством горизонтального переноса генов. Sb — это пробиотические дрожжи, чьи преимущества при дисбиозе кишечника связаны с созданием благоприятной среды для роста нормальной кишечной микробиоты. Из-за дрожжевой природы этого пробиотика ограничения бактериальных пробиотиков нельзя учитывать при использовании Sb. Следовательно, крайне важно изучить молекулярный механизм воздействия Sb на кишечную микробиоту, включая изменения в резистоме.

В нашем предыдущем исследовании, посвященном добавкам Sb для лечения инфекции H. pylori (Hp), у пациентов, получавших пробиотик, частота желудочно-кишечных симптомов была значительно ниже. Кроме того, у этих пациентов выше показатель равномерности бактериального разнообразия (P = 0,0156), более высокая численность Enterobactereacea и более низкая численность Bacteroides и Clostridia после завершения лечения и через месяц. Bacteroides и Clostridia ранее считались полирезистентными к антибиотикам провоспалительными штаммами. Цель текущего проекта состоит в том, чтобы охарактеризовать резистом лиц, получавших анти-H. pylori при наличии или отсутствии Sb в образцах фекалий.

Конкретные цели. Определить изменения резистома до и после эрадикационной терапии Hp у пациентов, получавших или не получавших Sb.

Сравнить паттерны резистома у пациентов, получавших лечение по поводу Hp-инфекции, получавших или не получавших SB, на момент завершения лечения и через месяц после его окончания.

Основываясь на метагеномике дробовика, исследователи стремятся охарактеризовать микробиом и резистом в образцах фекалий и понять функциональные характеристики микробиома, включая гены вирулентности, метаболические пути и мобильные генетические элементы.

Методология ДНК, полученная в результате предыдущей характеристики микробиома, будет использоваться в этом проекте. Если ДНК недостаточно, исследователи извлекут ДНК из замороженных хранящихся образцов с помощью набора Power Soil.

ДНК будет отправлена ​​в UNC Chapel Hill или в Университет Миннесоты, где будут созданы геномные библиотеки. Прогоны Hi-Seq Illumina будут использоваться для получения глубины секвенирования 10 миллионов на образец.

FASTQC будет использоваться для контроля качества считываний, а multiQC — в качестве генератора отчетов по необработанным считываниям. Trimmomatic будет использоваться для обрезки адаптеров Illumina и вырезания ридов среднего качества. Поскольку ДНК человека присутствует в образцах фекалий, исследователи должны удалить ДНК хозяина с помощью картографического программного обеспечения BWA и SAMtools. Используя базу данных Resfinder, исследователи должны выровнять отфильтрованные чтения и создать таблицу подсчета с помощью ResistomeAnalyzer. Наконец, исследователи могут создавать кривые разрежения на основе таблицы, созданной с помощью AMRPlusPlus.

Ожидаемые результаты Исследователи ожидают обнаружить более высокое разнообразие и обилие генов устойчивости к антибиотикам (врожденных геномов и переносимых мобильными генетическими элементами) в группе, не получавшей Sb в конце лечения и через месяц после его завершения. Это будет коррелировать с более низкой численностью Clostridia и Bacteroides, обнаруженной при характеристике микробиома гена 16S рРНК.

Исследователи также смогут охарактеризовать разнообразие резистомов и изобилие генов устойчивости к антибиотикам, обычно встречающихся у Enterobacteriaceae. Предыдущий анализ показал более высокую численность Enterobacteriaceae в группе, получавшей Sb (ранее сообщалось на мышиной модели Sovran et al. 2018). Кроме того, поскольку исследователи получат необработанные показания при секвенировании методом дробовика, они смогут дополнительно охарактеризовать бактерии, модулированные с помощью Sb на уровне штамма (Bacteroides, Clostridia и Enterobacteriaceae). Вместе исследователи рассчитывают получить ценные данные об использовании Sb в отношении устойчивости к антибиотикам и других характеристик микробиома, включая гены бактериальной патогенности. Эти результаты будут способствовать прояснению положительных эффектов добавления Sb у пациентов, получавших лечение от Hp-инфекции.