Effekt av probiotika på fekal resistom under Helicobacter Pylori-utrotningsterapi

Antibiotikaanvändning är en av de vanligaste terapeutiska strategierna inom modern medicin. Tillsammans med de betydande fördelaktiga effekterna av antibiotikaanvändning följer biverkningar användningen av dessa läkemedel, inklusive det ökande utseendet av antibiotikaresistenta mikrober, ett globalt folkhälsoproblem. Andra betydande biverkningar inkluderar gastrointestinala symtom som diarré, smärta, obehag i tarmen och flatulens, vilket kan vara följden av dysbios. En vanlig strategi för att begränsa antibiotikarelaterade biverkningar är tillsats av probiotika, som S. boulardii CNCM I-745 (Sb). Användningen av bakteriell probiotika för att minska antibiotikarelaterade biverkningar har flera potentiella begränsningar, inklusive förstörelse av probiotika, utveckling av probiotikastammar som är resistenta mot antibiotika och passage av antibiotikaresistenta gener till patogena bakterier genom horisontell genöverföring. Sb är en probiotisk jäst vars fördelar på intestinal dysbios har associerats med att etablera en gynnsam tillväxtmiljö för den normala tarmmikrobiotan. På grund av jästkaraktären hos denna probiotika kan begränsningarna av bakteriella probiotika inte förklaras under användning av Sb. Följaktligen är det avgörande att studera den molekylära mekanismen som framkallas av Sb på tarmmikrobiota, inklusive förändringar i resistom.

I vår tidigare studie angående tillskott med Sb på behandlingen mot H. pylori (Hp)-infektion hade patienter som fick probiotika en signifikant lägre frekvens av gastrointestinala symtom. Dessutom har dessa patienter ett högre antal bakteriell mångfaldjämnhet (P=0,0156), högre förekomst av Enterobactereacea, och lägre förekomst av Bacteroides och Clostridia efter avslutad behandling och en månad senare. Bacteroides och Clostridia har tidigare varit inblandade som antibiotiska multiresistenta pro-inflammatoriska stammar. Målet med det aktuella projektet är att karakterisera resistomet hos individer som behandlats med anti-H. pylori-terapi i närvaro eller frånvaro av Sb i fekala prover.

Specifika syften Att bestämma resistomförändringarna före och efter Hp-eradikeringsbehandling hos patienter som har fått eller inte Sb.

Att jämföra resistommönstren mellan patienter som behandlats för Hp-infektion som har fått eller inte SB, vid tidpunkten för avslutad behandling och en månad efter avslutad behandling.

Baserat på hagelgevärmetagenomiken försöker forskarna karakterisera mikrobiomet och resistomet i fekala prover och förstå mikrobiomens funktionella egenskaper, inklusive virulensgener, metaboliska vägar och mobila genetiska element.

Metod DNA erhållet från den tidigare mikrobiomkarakteriseringen kommer att användas i detta projekt. Om DNA inte räcker, kommer forskarna att extrahera DNA från de frysta lagrade proverna med hjälp av Power Soil-kitet.

DNA kommer att skickas till UNC Chapel Hill eller University of Minnesota, där genomiska bibliotek kommer att konstrueras. Hi-Seq Illumina-körningar kommer att användas för att producera en sekvenseringsdjup på 10 miljoner per prov.

FASTQC kommer att användas för läskvalitetskontroll och multiQC som rapportgenerator från råläsningarna. Trimmomatic kommer att användas för att trimma Illumina-adaptrar och för att klippa avläsningar på den genomsnittliga kvaliteten. Eftersom mänskligt DNA finns på de fekala proverna måste utredarna ta bort värd-DNA:t med hjälp av kartläggningsmjukvaran BWA och SAMtools. Med hjälp av Resfinder-databasen måste utredarna justera de filtrerade läsningarna och generera en räknetabell med ResistomeAnalyzer. Slutligen kan forskarna skapa sällsynta kurvor baserat på tabellen gjord med AMRPlusPlus.

Förväntade resultat Forskarna förväntar sig att hitta en större mångfald och överflöd av antibiotikaresistensgener (genom som är inneboende och bärs av mobila genetiska element) hos gruppen som inte fick Sb i slutet av behandlingen och en månad efter avslutad behandling. Detta skulle vara korrelerat med den lägre förekomsten av Clostridia och Bacteroides som påträffas i 16S rRNA-genmikrobiomkarakteriseringen.

Utredarna kommer också att kunna underkarakterisera resistomdiversiteten och överflödet av antibiotikaresistensgener som vanligtvis påträffas på Enterobacteriaceae. En tidigare analys fann en högre förekomst av Enterobacteriaceae i gruppen som fick Sb (tidigare rapporterad i en musmodell av Sovran et al. 2018). Dessutom, eftersom forskarna kommer att få de råa avläsningarna på hagelgevärssekvenseringen, kan de ytterligare karakterisera bakterierna som moduleras genom användning av Sb på stamnivå (Bacteroides, Clostridia och Enterobacteriaceae). Tillsammans förväntar sig forskarna att få värdefulla data om användningen av Sb angående antibiotikaresistens och ytterligare mikrobiomegenskaper, inklusive gener av bakteriell patogenicitet. Dessa resultat kommer att bidra till att klargöra de fördelaktiga effekterna av Sb-tillsats hos patienter som behandlas för Hp-infektion.