A diszbiózis a Crohn-kór fistulizáló humán kutyamodelljében

Kutatási papír

Teljes cikk
Ábrák és adatok
Hivatkozások
Idézetek
Metrikák
Engedélyezés
Újranyomtatások és engedélyek
PDF
EPUB

ABSZTRAKT

A Crohn-kór (CD) krónikus immunmediált gyulladásos állapot, amelyet a nyálkahártya toleranciájának elvesztése okoz a kommenzális mikrobiotával szemben. A diagnózis után 10, illetve 20 év múlva a CD betegek átlagosan 29,5% -ánál és 42,7% -ánál jelentkeznek perianalis szövődmények. A perianális CD (pCD) magas betegségterhet, romlott életminőséget és megnövekedett egészségügyi költségeket jelent. Összességében a pCD a rossz hosszú távú eredmények előrejelzője. A bélgyulladás állatmodelljeiben nem sikerült teljesen összefoglalni a fistulizáló CD emberi megnyilvánulásait. Itt értékeltük a spontán kutya anális furunculosisban (CAF) szenvedő kutyákat, a pCD-vel klinikailag hasonló betegségeket, mint helyettesítő modellt az emberi pCD patofiziológiájának mikrobiális hozzájárulásának megértéséhez.

Összehasonlítva a bélmikrobiómákat a CAF-ben szenvedő kutyák (CAF-kutyák) és az egészséges kutyák között, megmutatjuk, hogy a CAF-kutya mikrobiómái vagy nagyon különböznek (diszbiotikusak), vagy hasonlóak (egészséges-szerűek), de mégis egyedülállóak az egészséges kutya mikrobiómáihoz. Az egészséges vagy egészséges szerű CAF mikrobiómákkal összehasonlítva a diszbiotikus CAF mikrobiomák megnövekedett bőséget mutattak Bacteroides vulgatus és Escherichia coli és csökkent bősége Megamonas fajok és Prevotella copri.

Eredményeink tükrözik azokat, amelyeket a CD-s betegek korábbi mikrobiómás vizsgálatairól beszámoltak; különösen a CAF kutyáknak két különálló mikrobioma összetétele volt: diszbiotikus és egészséges-szerű, meghatározó baktérium taxonokkal, mint pl. E. coli és P. copri amelyek átfedik azt, amit emberi társukon találtak. Eredményeink tehát alátámasztják a CAF kutyák helyettesítő modellként való használatát, hogy elősegítsék a mikrobiális dinamika megértését a pCD-ben.

Bevezetés

Azt feltételeztük, hogy a kutya anális furunculosis (CAF) használható modellként a pCD patofiziológiájának és kezelésének tanulmányozására. A 11., 12. a CAF és a pCD közös klinikai tüneteket mutat, mint például a fokális vagy multifokális disszekáló sinus traktusok (külső nyílások) és fekélyek a perianalis területen. Az Amerikai Gasztroenterológiai Egyesület javasolta az „egyszerű” és „összetett” fistulák 13 osztályozását a pCD-ben. Az egyszerű sipolyok közé tartoznak a felületes, interszinkincteris vagy intrasphincteris sipolyok a fogsor alatt, egyetlen traktussal és a perianalis szövődmények hiányával. Komplex fistulák húzódnak a fogsor felett (interszinkter, transzfinkter, extrasphincteric, suprasphinctericus), sok traktusban, és összefüggésben lehetnek perianalis tályogokkal, végbél szűkületével, proctitisével, vagy kiterjedhetnek a hólyagra vagy a hüvelyre is. 1., 14. Hasonlóképpen, a CAF magában foglalja a perianalis szövetben kialakuló epitheliummal bélelt egy- vagy többszörös (például a pCD komplex fistuláit) traktusokat, beleértve a felszíni, intersphinctericus vagy intrasphincteris fistulákat is, amelyek kiterjedhetnek a végbél 15, 16, de nem területek (összehasonlítva a pCD-ben lévő egyszerű sipolyokkal).

A CAF és a pCD kezelése immunszuppresszív gyógyszerek (azaz ciklosporin és takrolimusz), 17 adjuváns antibiotikum-terápia és/vagy műtét (azaz fistulectomia, fistulotomia, drenázs) kombinációját igényli. A ciklosporin hatékonyan kezelte mind a pCD-t, mind a CAF-t, és az emberek 78% -a, illetve 100% -a reagált a kezelésre. Ezenkívül a takrolimuszra adott pozitív klinikai válasz hasonló a pCD 18-ban és a CAF 19-ben szenvedő kutyákban (44–78%, illetve 50%). Az antimikrobiális szerek önmagukban nem tűnnek hatékonyaknak sem a pCD kezelésében, sem a CAF-ben. Emberben az antibiotikumokat kezdeti kezelésként vagy más terápiákkal, például immunszuppresszánsokkal kombinálva adják be. 2 Néhány tanulmány beszámolt arról, hogy a metronidazol más terápiákkal (azatioprin, takrolimusz kenőcs, prednizon) kombinálva alkalmazható a CAF kezelésében. 20, 21

A pCD és a CAF diétás kezelése még mindig vita tárgyát képezi. A közelmúltban közzétettek egy étkezési útmutatót IBD-ben szenvedő betegek számára, kiemelve az IBD-ben szenvedő betegek bevonására vagy elkerülésére szolgáló élelmiszerekre vonatkozó erős bizonyítékok hiányát. 22 A legtöbb IBD-barát teljes táplálkozási étrend a szénhidrátok kizárását, a sovány fehérje, gyümölcsök és zöldségek beiktatását tartalmazta. Hasonlóképpen, kevés tanulmány igazolta az ételek káros hatásait egyes CAF-ben szenvedő kutyáknál. 21, 26 - 28 diétás kezelés „új fehérjével” - utal olyan fehérjeforrásokkal rendelkező ételekre, amelyeket a kutya korábban CAF-vel nem fogyasztott - például szarvas, bárány, hal, bölény, kacsa - szerény eredményeket mutat a CAF-kezelésben kombinációban alkalmazva immunszuppresszánsokkal, antibiotikumokkal és/vagy műtéttel. 21, 26 - 28

Annak ellenére, hogy a fent említett kezelésekre pozitív klinikai válaszok adódtak, a pCD-s és a CAF-es betegek többségénél a perinalis megnyilvánulások visszaesnek.

Megjegyzendő, hogy a német juhászkutya (GSD) felülreprezentáltnak tűnik a CAF-ben szenvedő kutyák populációjában, a CAF-ben szenvedő kutyák (CAF-kutyák) több mint 80% -a GSD-s. A 29, 30 GSD szintén hajlamos a gyulladásos bélbetegségre (IBD), 31, 32 szisztémás aspergillózisra, 33 - 36 és a mély pyoderma, 37, 38 arra utal, hogy a GSD nagyjából diszfunkcionális immunválaszsal bírhat a hám felszínén található mikrobiális expozícióval szemben, hasonlóan a humán CD betegek. A kutyák már bizonyítottan hasznosak más, spontán előforduló rendellenességek tanulmányozásában, hasonlóan az emberre, 11, 39 - 42, és a kutya mikrobioma jobban hasonlít az emberekéhez, mint más állatok mikrobiómáihoz, amelyeket általában a mikrobiomközpontú betegségek, például IBD (pl. egerek és sertések). A kutyák spontán módon is kialakítják az IBD 31-et, és gyakori betegség-szövődményeket tapasztalhatnak, beleértve a perianalis fistulákat, 16, és IBD-vel összefüggő mikrobiómaváltozásokat mutatnak, amelyek hasonlítanak az IBD-ben szenvedő embereknél megfigyelt változásokra. 44, 45 Így a kutyák ideális modellt jelentenek az IBD és különösen a pCD tanulmányozásához.

Tekintettel arra, hogy az immunitás és a mikrobiota kereszteződése látszólag a pCD és a CAF középpontjában áll, arra törekedtünk, hogy feltárjuk a természetben előforduló CAF-t, mint az emberi pCD helyettesítő modelljét. A vizsgálat célja a CAF-ben szenvedő kutyák bakteriális mikrobiómájának felépítése volt. Megállapítottuk, hogy a CAF kutyák mikrobiómáinak jellemzése segít tisztázni a CAF patofiziológiáját és tanácsot ad a CAF mint pCD állatmodelljének transzlációs jelentőségéről.

Eredmények és vita

A CAF a bél mikrobiota változásával jár

Összesen 20 kutyát vettek fel erre a vizsgálatra: nyolc egészséges kontroll kutyát (HC kutya) és 12 CAF kutyát ( Asztal 1 ). Kutyánként 4–6 székletmintát gyűjtöttünk, összesen 70 CAF mintát és 38 HC mintát. A minták sörétes szekvenálása a következő baktériumos phyla jelenlétét mutatta ki (a relatív bőség az összes leolvasás százalékában van megadva): Firmicutes (48%), Bacteroidetes (31%), Proteobaktériumok (12%), Actinobaktériumok (7%), és Fusobacteriumok (2%). Amikor a kutyák mikrobiális összetételének különbségeit elemeztük a betegség státusza szerint, a CAF kutyáknál kissé alacsonyabb alfa változatosságot találtunk a HC kutyákhoz képest (1A. Ábra, Shannon változatosság, Kruskal – Wallis teszt, o érték =, 06), hasonlóan az IBD kutyák korábbi eredményeihez. 46 Ahogy az várható volt, az idősebb kutyáknál is alacsonyabb volt az alfa változatosság a fiatalabb kutyákhoz képest (Spearman-korreláció, o érték = .1). Nem figyeltünk meg szignifikáns különbségeket az alfa változatosságban tömeg szerint.