Search
Study: A core microbiome signature as an indicator of health. Image Credit: Danijela Maksimovic / Shutterstock

דיאטות עשירות בסיבים הופכות את המיקרוביום של המעי, ומשפרות את הבריאות על פני מספר מחלות

על ידי גילוי כיצד דיאטה עשירה בסיבים משנה את המיקרוביום של המעי, מדענים מצאו דפוס חיידקי אוניברסלי שיכול לשנות את האופן שבו אנו חוזים ומטפלים במחלות כרוניות.

לִלמוֹד: חתימת מיקרוביום ליבה כאינדיקטור לבריאות. קרדיט תמונה: Danijela Maksimovic / Shutterstock

במחקר שפורסם לאחרונה בכתב העת תָאחוקרים ניתחו נתונים מהתערבות תזונתית עתירת סיבים בקרב אנשים עם סוכרת מסוג 2 (T2D) ומחלות אחרות.

מטרתם הייתה להבין את הקשרים בין גנומים ספציפיים במיקרוביוטה של ​​המעי ולזהות חיידקים מרכזיים על סמך נוכחותם העקבית במצבי בריאות שונים.

הניתוח שלהם זיהה שתי קבוצות של חיידקי מעיים, אחת התומכת בבריאות באמצעות עיכול סיבים ואחרת הקשורה לעמידות למחלות.

רֶקַע

המיקרוביום של המעי, או המערכת האקולוגית של חיידקים החיים במערכת העיכול, חיוני לבריאות, שיפור העיכול ותפקוד החיסון, ואף נקשר להתנהגות.

למרות שהבנת הקהילות הללו חיונית, שיטות מסורתיות המשמשות לחקר מיקרוביוטה של ​​המעיים הניבו תוצאות לא עקביות בעת קישור חיידקים ספציפיים למחלות כמו סוכרת או השמנת יתר ועשויות להתעלם מהבדלים עדינים בין קבוצות חיידקים.

עם זאת, גנומים מורכבים עם מטאנום איכותיים (HQMAGs) מאפשרים לחוקרים להשתמש בנתונים ברזולוציה גבוהה כדי לעקוב אחר חיידקים לא נחקרים או לא ידועים. לאחר מכן הם יכולים להתמקד באופן שבו חיידקים מקיימים אינטראקציה זה עם זה עם קבוצות או גילדות כדי להסיק כיצד המיקרוביום משפיע על הבריאות.

לגבי המחקר

חוקרים השתמשו ב-HQMAGs ובמודלים של למידת מכונה כדי לנתח אינטראקציות מיקרוביאליות ולזהות חיידקים מרכזיים הקשורים לבריאות כדי לחזות תגובות לטיפולים כמו אימונותרפיה.

המשתתפים במחקר העיקרי היו חולי T2D, 74 מהם קיבלו התערבות תזונתית עשירה בסיבים ו-36 מהם קיבלו טיפול סטנדרטי. נצפו שינויים במיקרוביוטה של ​​המעיים והשוו בין שתי הקבוצות הללו.

בנוסף, 4,000 דגימות מ-38 מחקרים במשך 10 שנים, כולל 15 מחלות, שימשו לזיהוי 284 גנומים מיקרוביאליים חשובים לניבוי תוצאות המחלה.

חוקרים זיהו אשכול ראשי (C1) של גנומים בכל מחלה. אשכולות אלו פוצלו לשני תת אשכולות, C1A ו-C1B. למידת מכונה (מסווגי יער אקראיים) כדי להבחין בין מקרים (מטופלים) ובקרות (אנשים בריאים).

ממצאים

החוקרים הבחינו בשינויים במיקרוביוטה של ​​המעיים בקבוצת הדיאטה עתירת הסיבים, עם שינויים משמעותיים מקו הבסיס לשלושה חודשים וחזרה לקו הבסיס לאחר 15 חודשים. זוהו זוגות של חיידקי מעיים שנשארו יציבים, ויצרו רשתות משנה המראות משמעות בריאותית אפשרית.

הם זיהו 635 מתאמים יציבים בין חיידקים, ויצרו אשכולות. האשכול הגדול ביותר, C1, הכיל חיידקים הקשורים לתוצאות בריאותיות טובות יותר, במיוחד שיפורים בסמנים של סוכרת.

אשכול C1A גדל עם צריכת סיבים גבוהה והיה מועיל, תוך שיקוף של שיפורים בבריאות החולים. לאשכול זה היו יותר גנים הקשורים לייצור של תרכובות מועילות, כמו בוטיראט, בעוד של-C1B היו יותר גנים הקשורים לעמידות לאנטיביוטיקה ולארסיות, דבר המעיד על פוטנציאל לגרימת מחלות. עם זאת, C1B ירד עם צריכת סיבים גבוהה. חיידקים ב-C1A וב-C1B הראו מתאמים שליליים זה עם זה.

מקבצי החיידקים שזוהו יכלו לחזות סמני בריאות מטבוליים בחולי T2D והיו נוכחים במחלות אחרות, כגון סכיזופרניה ומחלות לב וכלי דם, מה שמצביע על דפוס נפוץ הקשור לבריאות.

שילוב של אשכולות גנום לקבוצה גדולה יותר הוכיח גם כוח אבחוני חזק, המצביע על הפוטנציאל של מיקרוביוטה לשמש כסמני אבחון.

'המודל האוניברסלי' של מחלות צולבות שנוצרו על ידי החוקרים הבדיל בהצלחה בין מקרים ובקרות למחלות מרובות, והשיג דיוק של 0.73 להבחנת חולים מאנשים בריאים על פני 26 מערכי נתונים.

המודלים שימשו גם כדי לחזות עד כמה החולים הגיבו לטיפולים שונים, כגון אימונותרפיה בסרטן או מחלות מעי דלקתיות, והראו פוטנציאל לניבוי הצלחת הטיפול.

מסקנות

המחקר מזהה דפוס מיקרוביום מרכזי עם איזון בין שתי קבוצות של חיידקים. דפוס זה מקושר לתכונות בריאותיות מסוימות, במיוחד באלה עם T2D, ויכול לחזות תוצאות בריאותיות שונות באמצעות מודלים של למידת מכונה.

מודלים המבוססים על אינטראקציות חיידקיות יציבות פעלו טוב יותר מאלה שהשתמשו בנתונים רחבים וכלליים יותר. המחקר מדגיש שלא כל החיידקים הנפוצים חשובים באותה מידה לבריאות; אינטראקציות יציבות הן קריטיות.

חיידקים "טובים" מסייעים לעיכול סיבים ומייצרים חומרים כמו בוטיראט, החשובים לבריאות, בעוד שחיידקים "רעים" יכולים להתנגד לאנטיביוטיקה ועלולים להוביל לדלקות ולמחלות כרוניות; איזון בין הקבוצות הללו חיוני לבריאות הכללית.

סיבים תזונתיים יכולים לשנות את האיזון בין חיידקים מועילים למזיקים, כאשר דיאטות עשירות בסיבים תומכות בצמיחת הראשונים ומגנים מפני מחלות.

לממצאים אלו יש פוטנציאל להוביל לאבחון וטיפולים טובים יותר במחלה על ידי התמקדות באינטראקציות היציבות של חיידקי מעיים, הפועלים כסמני בריאות חשובים, באמצעות טיפולים מבוססי מיקרוביום.

דרושים מחקרים מפורטים יותר כדי להבין טוב יותר את החיידקים המעורבים והשפעותיהם על הבריאות. יש צורך במחקרים ארוכי טווח נוספים בוחנים עיכול סיבים, אינטראקציות מיקרוביאליות ספציפיות וקשרים למחלות באמצעות ניתוח מותאם אישית.

דילוג לתוכן