RExMap odblokowuje tajemnice mikrobiomu jelitowego: Ujawnienie ich globalnego wpływu na zdrowie

Wiele badań wskazuje na znaczenie mikrobów jelitowych w utrzymaniu zdrowia człowieka. Mikroby te są również związane z podstawowymi procesami fizjologicznymi, takimi jak starzenie się, odpowiedź na leki, odżywianie i stany patofizjologiczne (np. choroby sercowo-naczyniowe, metaboliczne, onkologiczne, neurologiczne i autoimmunologiczne). Aby lepiej zrozumieć związek przyczynowy pomiędzy mikrobami jelitowymi a wynikami choroby, konieczna jest identyfikacja mikrobów w jelitach człowieka w wysokiej rozdzielczości, co pozwoli na sformułowanie skutecznych interwencji w celu zapobiegania lub leczenia chorób. Technika sekwencjonowania całego genomu (WGS) może być wykorzystana do mapowania gatunków drobnoustrojów. Jednakże technika ta wymaga głębokiego pokrycia sekwencjonowania i rozległej pracy obliczeniowej, co wyklucza jej zastosowanie w próbkach o skali populacyjnej obejmującej dziesiątki tysięcy osób. Mikrobiom ludzki w różnych populacjach może być badany przy użyciu techniki sekwencjonowania amplikonu 16S. Technika ta wykorzystuje PCR do amplifikacji i sekwencjonowania hiperzmiennych regionów bakteryjnych genów 16S rRNA. Dane z sekwencjonowania amplikonów są przetwarzane przez powszechnie stosowane potoki, takie jak Mothur, QIIME2 i DADA2, w połączeniu z rekonstrukcją obliczeniową. Przypisanie taksonomiczne odbywa się poprzez skonstruowanie drzewa filogenetycznego przy użyciu baz danych takich jak Greengenes, RDP i SILVA. Technika sekwencjonowania 16S pomaga wykryć zmiany w różnorodności mikrobiologicznej w różnych fenotypach człowieka. Co ważne, umożliwia ona identyfikację istotnych składników ludzkiego genomu na poziomie rodziny lub rodzaju. Jednakże technika ta nie pozwala na rozróżnienie mikrobów na poziomie gatunków, przez co nie może być stosowana do mapowania sekwencji mikrobów na poziomie gatunkowym. Postęp w technikach sekwencjonowania molekularnego doprowadził do gwałtownego wzrostu dostępności w pełni sekwencjonowanych izolatów drobnoustrojów jelitowych. Więcej niż jeden gen 16S jest obecny w genomach kilku pojedynczych szczepów mikroorganizmów, co ujawnia zmienność liczby kopii regionów hiperzmiennych 16S. Biorąc pod uwagę te ustalenia, w niedawnym badaniu wysunięto hipotezę, że to zróżnicowanie mikrobiologiczne można uwzględnić w celu określenia dokładniejszego zróżnicowania danych amplikonów 16S. Umożliwiłoby to mapowanie na poziomie szczepu, co wcześniej nie było możliwe. W niedawnym badaniu Nucleic Acids Research opracowano bazę danych Reference-based Exact Mapping (RExMap) zawierającą warianty regionu hiperzmiennego 16S i ich numery kopii. Baza ta powstała na podstawie ponad 170 000 genomów szczepów izolowanych z mikroorganizmów, uzyskanych z bazy genomów NCBI. W tym badaniu wykorzystano bazę RExMap do mapowania mikrobów na poziomie gatunkowym. Wiele szczepów drobnoustrojów z bazy RExMap ma podobne regiony hiperzmienne 16S i numery kopii. Wprowadzili oni termin "Operational Strain Unit" (OSU) dla tych szczepów, które nie mogą być rozróżnione tylko na podstawie regionów hiperwariacyjnych 16S. Co ciekawe, OSU zawierają nie tylko spokrewnione szczepy drobnoustrojów, ale również mikroby odległe filogenetycznie, co może być spowodowane horyzontalnym transferem genu 16S lub nieprawidłowym przypisaniem taksonomicznym. RExMap łączy sekwencje z próbek biologicznych, aby precyzyjnie dopasować szczepy drobnoustrojów i pomóc w walidacji eksperymentalnej. Ponadto może ponownie przeanalizować istniejące dane 16S dzięki metaanalizom na dużą skalę i homogenizacji danych sekwencjonowania. Takie podejście umożliwiło opracowanie szczegółowego krajobrazu ludzkiego mikrobiomu jelitowego, uwzględniającego dziesiątki tysięcy unikalnych mikrobów. W obecnym badaniu wykorzystano RExMap do ponownej analizy istniejących danych 16S ludzkiego mikrobiomu jelitowego pochodzących od 29 349 osób, uzyskanych z dziesięciu badań przeprowadzonych w szesnastu różnych regionach świata. Analiza RExMap danych mikrobiomu 16S była w stanie wychwycić około 75% gatunków wykrytych przy użyciu WGS przy mniej niż 1% głębokości sekwencjonowania. Podejście to pozwala uniknąć przypisania taksonomicznego i skupia się na dokładnym lub bliskim dopasowaniu sekwencji amplikonów 16S obecnych w bazie danych RExMap. W obecnym badaniu zaobserwowano, że ludzkie mikroby jelitowe różnią się w poszczególnych regionach świata. Warto zauważyć, że niektóre mikroby jelitowe występują obficie w określonym regionie. Stwierdzono, że podstawowy zestaw piętnastu mikrobów jest wysoce konserwatywny dla wszystkich ludzi, niezależnie od regionu geograficznego, genetyki gospodarza, demografii, diety, środowiska i stylu życia. Mikroby te odgrywają istotną rolę w homeostazie metabolicznej gospodarza. Zazwyczaj mikroorganizmy podstawowe osiedlają się w jelitach niemowląt i utrzymują się przez całe życie, przy czym ich liczebność jest zróżnicowana. Powszechność występowania i obfitość mikrobów rdzeniowych została potwierdzona poprzez podejście oparte na indeksowaniu całego genomu, tj. WGS i Kraken2. Kilka mikrobów należących do phylum Bacteroidetes, takich jak Prevotella copri i Bacteroides species, nie było skorelowanych z konkretnym regionem. Eubacterium rectale i Faecalibacterium prausnitzii to dwa mikroby rdzeniowe, które są związane z określonym stanem chorobowym. Oscillibacter sp. ER4, Fusicatenibacter saccharivorans, Blautia faecis, Romboutsia timonensis i Anerostipes hadrus to mikroby rdzeniowe, które są związane z fizjologią gospodarza.

Recenzja potwierdza, że ​​produkty żurawinowe pomagają zapobiegać infekcjom dróg moczowych

Picie soku żurawinowego od dawna było mityczną strategią prewencyjną dla kobiet, które rozwijają infekcję dróg moczowych - a nowe dowody medyczne pokazują, że spożywanie produktów żurawinowych jest skutecznym sposobem zapobiegania UTI, zanim się zacznie. Globalne badanie analizujące korzyści płynące ze spożywania produktów żurawinowych opublikowane w Cochrane Reviews określiło, że sok żurawinowy i jego suplementy zmniejszają ryzyko powtórnego objawowego UTI u kobiet o ponad jedną czwartą, u dzieci o ponad połowę, a u osób podatnych na UTI po interwencjach medycznych o około 53%. Sok żurawinowy i suplementy zdrowotne powszechnie zawierające ten owoc, takie jak kapsułki i tabletki, od dawna są promowane jako łatwo dostępne rozwiązanie do odpędzania infekcji. Jednak najnowszy przegląd z 2012 r., zawierający dowody z 24 badań, nie wykazał żadnych korzyści z tych produktów. Naukowcy medyczni stojący za tym zaktualizowanym przeglądem z Flinders University i The Children's Hospital at Westmead mieli na celu aktualizację tych ustaleń jako ważny krok w określaniu skuteczności produktów żurawinowych, patrząc na 50 nowszych badań, które obejmowały prawie 9000 uczestników. "Ten niesamowity wynik tak naprawdę nas nie zaskoczył, ponieważ jesteśmy nauczeni, że kiedy jest więcej i lepszych dowodów, prawda ostatecznie wyjdzie na jaw. UTI są straszne i bardzo powszechne; około jedna trzecia kobiet doświadczy jednego, podobnie jak wiele osób starszych, a także osób z problemami z pęcherzem z powodu uszkodzenia rdzenia kręgowego lub innych schorzeń" - mówi główna autorka badania dr Gabrielle Williams. "Już w 1973 roku mojej mamie polecono wypróbować sok żurawinowy, aby zapobiec jej strasznym i częstym zakażeniom układu moczowego, i dla niej był to wybawiciel. Pomimo mnie niuchanie w jej ucho o dowodach, ona nadal wziąć go codziennie, najpierw jako paskudny kwaśny sok i w ostatnich latach, łatwe do połknięcia kapsułki. Jak tylko przestaje, objawy wracają. Jak zwykle okazuje się, że mama miała rację! Produkty żurawinowe mogą pomóc niektórym kobietom w zapobieganiu UTI". Epidemiolog z Flinders University dr Jacqueline Stephens, współautorka badania, mówi, że jeśli UTI utrzymuje się bez leczenia, może przenieść się do nerek i spowodować ból i więcej komplikacji, w tym sepsę w ciężkich przypadkach, więc zapobieganie jest najskuteczniejszym sposobem zmniejszenia ryzyka. "Większość UTI jest skutecznie, i dość szybko, leczona antybiotykami, czasem już jedna dawka może wyleczyć problem. Niestety, u niektórych osób UTI wciąż wracają. Nie będąc pewnym, czy lub jak to działa, niektórzy dostawcy usług medycznych zaczęli sugerować to swoim pacjentom. To była nieszkodliwa, łatwa opcja w tym czasie. Nawet wieki temu, rdzenni Amerykanie podobno jedli żurawiny na problemy z pęcherzem, prowadząc nieco bardziej niedawno, do naukowców laboratoryjnych badających, co to było w żurawinach, które pomogły i jak to może działać." "Badania, którym się przyjrzeliśmy, obejmowały szereg metod mających na celu określenie korzyści płynących z produktów żurawinowych. Zdecydowana większość porównała produkty żurawinowe z placebo lub brakiem leczenia UTI i określiła picie żurawin jako soku lub przyjmowanie kapsułek zmniejszyło liczbę UTI u kobiet z nawracającymi przypadkami, u dzieci i u osób podatnych na UTi po interwencjach medycznych, takich jak radioterapia pęcherza moczowego." "Ważne jest również, aby wziąć pod uwagę, że niewiele osób zgłosiło jakiekolwiek skutki uboczne, z najczęstszym z nich był ból brzucha na podstawie wyników. Nie znaleźliśmy również wystarczających informacji, aby określić, czy produkty żurawinowe są bardziej lub mniej skuteczne w porównaniu z antybiotykami lub probiotykami w zapobieganiu kolejnym UTI." Dane nie wykazują również korzyści dla starszych dorosłych, kobiet w ciąży lub osób z problemami z opróżnianiem pęcherza. Starszy autor profesor Jonathan Craig, wiceprezes i dziekan wykonawczy College of Medicine & Public Health na Flinders University, mówi, że prawdziwe korzyści z produktów żurawinowych stały się widoczne, gdy badacze rozszerzyli zakres przeglądu, aby uwzględnić najnowsze dostępne dane kliniczne. "To jest przegląd całości dowodów i w miarę pojawiania się nowych dowodów mogą pojawić się nowe ustalenia. W tym przypadku nowe dowody wskazują na bardzo pozytywne ustalenie, że sok żurawinowy może zapobiegać UTI u podatnych osób" - mówi profesor Craig. "Wykazaliśmy skuteczność produktów żurawinowych w leczeniu UTI wykorzystując wszystkie dowody opublikowane na ten temat od połowy lat dziewięćdziesiątych. Wcześniejsze wersje tego przeglądu nie miały wystarczających dowodów, aby określić skuteczność, a kolejne badania kliniczne wykazywały zróżnicowane wyniki, ale w tym zaktualizowanym przeglądzie ilość danych wykazała to nowe odkrycie." Autorzy badania konkludują, że chociaż produkty żurawinowe pomagają zapobiegać UTI u kobiet z częstymi nawrotami, potrzeba więcej badań, aby wyjaśnić dalej, kto z UTI odniósłby największe korzyści z produktów żurawinowych.