מחקר חדש חושף קישורי מיקרוביום במעיים לזאבת ו-IBD, ומצביע על סמנים ביולוגיים פוטנציאליים ואפשרויות טיפול מותאמות אישית.
לִלמוֹד: לופוס ומחלות מעי דלקתיות חולקות קבוצה משותפת של תכונות מיקרוביום שונות מהפרעות אוטואימוניות אחרות. קרדיט תמונה: SewCreamStudio/Shutterstock.com
במחקר שפורסם לאחרונה ב-Annals of Rheumatic Diseases, חוקרים זיהו את הפרופילים המיקרוביאליים הקשורים למחלות אוטואימוניות, כולל מחלות מעי דלקתיות (IBD) וזאבת אריתמטית מערכתית (SLE).
הם קישרו את דפוסי המיקרוביום הללו לסרטן המעי הגס (CRC) כדי לחשוף תהליכים מיקרוביאליים משותפים וסמנים ביולוגיים שונים.
מָבוֹא
המיקרוביוטה של המעי היא קריטית במחלות אוטואימוניות, עם מינים מסוימים הקשורים למחלות ספציפיות. דיסביוזיס, או אי יציבות חמורה במיקרוביוטה של המעי, היא ייחודית בקרב אנשים, ומדגימה קשר ישיר בין הרכב המעי לתסמינים קליניים של מחלות אוטואימוניות.
נדרשים מחקרים נרחבים יותר כדי למצוא סמנים ביולוגיים ולהבין את התהליכים שבהם המיקרוביום משפיע על מחלות אוטואימוניות.
חקירות מטאגנומיות מספקות מינים ויכולות תפקודיות מקיפות השונות בין מצבי המחלה. עם זאת, נדרש מחקר נוסף כדי לקבוע את הסיבה והספציפיות של כל מצב.
לגבי המחקר
המחקר הנוכחי השתמש בפרופיל מיקרוביום כדי לגלות סמנים ביולוגיים אפשריים ומסלולים מולקולריים העומדים בבסיס הפרעות אוטואימוניות, כולל SLE ו-IBD.
החוקרים אספו 78 דגימות צואה, 32 מחולי SLE (n=14) ו-46 מביקורות תואמות מין וגיל (n=22) מאוניברסיטת ייל מדיקל. הם גייסו אנשים במשך שנתיים. מדד הפעילות של מחלת זאבת אריתמטית מערכתית (SLEDAI) של המשתתפים נקבעו.
במשך שלושה ביקורים, המשתתפים סיפקו היסטוריה רפואית ותזונה ודגימות של דם מלא, בנוסף לדגימות מיקרוביום צואה, אוראלי ועור.
חומצה Deoxyribonucleic (DNA) שהופקה מדגימות צואה עברה רצף מטאנומי בתפוקה גבוהה. החוקרים ניתחו את הפרופילים הטקסונומיים והתפקודיים בהתאמה למסד הנתונים של Kyoto Encyclopedia of Genes and Genmes (KEGG).
הם גם ניתחו מערכי נתונים מטאנומיים של חולים עם מצבים אוטואימוניים כמו IBD, מיאסטניה גרביס, טרשת נפוצה, דלקת ספונטנית או גרייבס. הם העמידו את אלה עם מטאנומים של סרטן המעי הגס כדי לזהות מאפיינים מיקרוביאליים ספציפיים למחלה. המחקר לא כלל דגימות עם פחות מ-107 קורא.
כדי לחקור חלבונים דמויי אפקטור והמטרות שלהם בנתיבי איתות ראשיים, החוקרים השתמשו בניתוח אינטראקציות חלבון-חלבון (PPI) והעשרת מסלולים. PPIs סייעו לחזות תפקידים מיקרוביאליים בהפרעות אוטואימוניות ונותנים תובנות תפקודיות לגבי וריאציות ברמת המינים, בעיקר ב-IBD ו-SLE.
מבחני שילוב אימוניות השתמשו בתאי כליה עוברית אנושית 293T (HEK293T) כדי להדגים קשירת חלבון in vivo לגורמים אינטראקטיביים חיידקיים צפויים.
רגרסיות ליניאריות כלליות זיהו תכונות מיקרוביאליות בשפע דיפרנציאלי בין חולים ובקרות בריאות, תוך התאמה למין ולגיל. מודלים שהוכשרו על הרכב משפחת החלבון (PFAM) במיקרוביומים של כל קבוצה חזו משפחות גנים מיקרוביאליים הקשורים להפרעות אוטואימוניות.
תוצאות
המחקר הראה שמיקרואורגניזמים במעיים יכולים לווסת תהליכי מחלה, כאשר ל-IBD ול-SLE יש מסלולים מועשרים לאיתות קולטני גלוקוקורטיקואידים, אינטרלוקין (IL)-12, 13 ו-phosphatidylinositol 3-kinase/protein kinase B (PI3K/AKT).
PPIs במיקרוביום המארח המחוברים לתת-משפחת הקולטנים הגרעיניים 3 Group C member 1 (NR3C1) חלבון קולטן גלוקוקורטיקואידים נמצאו בקורלציה מובהקת עם IBD ו-SLE, מה שמצביע על דלקת הנגרמת על ידי מתח חמצוני.
אימותים ניסויים הראו קשרים בין NR3C1 לחלבונים שמקורם בחיידקי המעי, מה שמרמז על יישומים טיפוליים פוטנציאליים למחלות דלקתיות כמו IBD ו-SLE.
Gemella hemolysans, Clostridium innocuuו סטרפטוקוקוס אוראליס היו נפוצים יותר באנשים עם IBD ו-SLE מאשר בביקורות. Parvimonas micra, Peptostreptococcus stomatis, Fusobacterium nucleatum, Gemella morbillorum, Hungatella hatewayiו Solobacterium moorei היו החיידקים השכיחים ביותר שנמצאו בחולי CRC. בקרות היו שפע גבוה יותר של Anaerostipes Hadrus, Fusicatenibacter saccharivorans, Eubacterium sp. CAG_38, Gemmiger formicilis, ג לפטוםו Asaccharobacter celatus מאשר חולי SLE או IBD.
PFAMs כגון Dockerin domain type I, glycoside hydrolase 44 ותת-יחידה 2 מקדמת אנפאזה היו נפוצים יותר בביקורות. אנזימים פעילים בפחמימות (CAZymes), כגון N-acetylglucosaminyltransferase ו-peptidoglycan hydrolase, באו לידי ביטוי יתר במידה ניכרת אצל אנשים עם הפרעות אוטואימוניות שונות ו-CRC.
גנים עבור גלוקן אנדו-1,3-β-גלוקוזידאז (GH17), אנדו-β-1,4-גלקטנאז (GH53) ו-endo-α-1,4-polygalactosaminidase (GH114) היו רבים יותר בביקורת. הממצאים מצביעים על כך ש-CAZymes עשויים להיות סמנים ביולוגיים פוטנציאליים לאבחון הפרעות אוטואימוניות כגון IBD ו-SLE.
המחקר מצא הבדל מטבולי משמעותי בין חולי ביקורת בריאים וחולי SLE/IBD, בעיקר במטבוליזם של אצטיל-CoA ופירובטים. חולי SLE או IBD מתרכזים באנזימים כמו pyruvate kinase ו- pyruvate dehydrogenase, שעלולים להשפיע על התפתחות המחלה באמצעות שינויים במיקרוביום במעיים.
לפקדים בריאים, לעומת זאת, יש מטבוליזם חזק של אצטיל-CoA התומך במחזור החומצה הטריקרבוקסילית (TCA).
לחולים יש גם רמות גבוהות של אצטט CoA transferase, מה שעלול להשפיע על הרכב המיקרוביום ודלקת הרקמה. חומצות שומן קצרות שרשרת (SCFAs) עשויות לשנות תגובות אימונולוגיות ומחלות דלקתיות.
מסקנות
המחקר זיהה סמנים מיקרוביאליים ומסלולים נפוצים במחלות אוטואימוניות כמו IBD ו-SLE, והצביעו על המיקרוביום כמטרה טיפולית אפשרית.
הממצאים תומכים בפיתוח של טיפולים מבוססי מיקרוביום כגון שינויים בתזונה, פרוביוטיקה מותאמת, פרה-ביוטיקה, השתלת מיקרוביוטה צואתית וויסות PPI של מארח-מיקרוביום.
PPIs הכוללים NR3C1 עשויים לשפר את האבחנה ולאפשר טיפול מותאם יותר להפרעות אוטואימוניות.
