Tajemství střevního mikrobiomu

Transkript

1 Tajemství střevního mikrobiomu aneb Jsme více člověk nebo mikrobi? J. Vejmelka. Interní oddělení TN Praha.

2 BC Všechna onemocnění pocházejí ze střev

3 JAKÝ JE KÓD?

4 Tajemství mikrobiomu odhaleno!

5 Tajemství lidstva odhaleno! Drzá bakterie promluvila! Lidi! Absolutně netušíte, co všechno v nás je a jak fungujeme. Na rozdíl od vás držíme při sobě. Jsme propojený. Líp než třeba vy na Naše super-slizová megasíť s nepřetržitým metabolickým komunikačním tokem je nenapodobitelná. Faktem je, že i my stejně jako vy lajkujem nebo přizveme ke spolupráci. Teda kromě těch megaagresivních mykobakterií TBC - to jsou namyšlená, asociální hovada. A vaše tajemství? To za tisíce let strávených s vámi známe!!! - zvláštní zpravodaj pod vlivem osy mikrobiom - střevo - mozek -

6 MIKROBIOM = otřásl základy mnoha oborů

7

8 střevní infekce nebo selhání protektivní role pestrého střevního mikrobiomu? ateroskleróza nebo alterovaný střevní mikrobiom? depresivní syndrom nebo alterovaný střevní mikrobiom? poruchy autistického spektra nebo alterace střevního mikrobiomu v kritické fázi jeho vývoje? náš hlad nebo hlad naší střevní mikrobioty?

9

10

11

12

13 Střevní mikrobiom komplexní ekosystém mikroorganizmů bakterie + Archea, viry, Fungi, protozoa 5 kmenů 160 druhů SPOLEČENTSVÍ MIKROBIOTy

14 Vývoj mikrobiomu formování již na počátku života ovlivněn řadou faktorů: - věk - dieta - geografický výskyt - léky a další zevní faktory - stres, kritické stavy

15

16 2008 Clostridium XIV Clostridium IV Firmicutes 60% Bacteroidetes 20% Actinobacteria 10% Proteobacteria 1% 70-80% střevní mikrobioty

17 - 300 dobrovolníků - nazální, orální, dermato, gastrointestinální a urogenitální mikrobiom - sekvenování 16S rrna, celogenomové sekvenování DATA: 14,23 TB

18 100 biliónů mikroorganizmů 3,3 milionu genů (150 x více než lidský genom)

19 1,3 : 1

20 vs Core Microbiome - 17/664 genera Falony et al., 2016

21 hostitel mikrobiota 3 hlavní clustery (ENTEROTYPY) - fylogenetické a funkční odlišnosti: enterotyp 1: Bacteroides - sacharolytický a proteolytický potenciál enterotyp 2: Prevotella - degradace mucinu enterotyp 3: Ruminococcus - degradace mucinu = různé metabolické cesty ENT 1 a 2: biotin, riboflavin, pantothenát, askorbát, thiamin, folát, kobalamin, menachinon - MK4 Zdroj: Enterotypes of the human gut microbiome, Nature 2011

22 Souhrn funkcí střevní mikrobioty metabolizmus živin imunomodulace ovlivnění střevní motility tvorba vitamínů (vit. H, folát) enterohepatální oběh žlučových kyselin metabolizmus cholesterolu Zdroj: Amy E. Foxx-Orenstein, DO, William D. Chey, MD. 2012

23

24 BAKTERIE Prevotella copri EFEKT autoimunitní odpověď u revmatoidní artritidy Scher et al Egertella lenta cytochrom inaktivující digoxin Haiser et al Lactobacillus rhamnosus modulace stresové odpovědi Cryan et al Escherichia coli G3/10 suprese adherence EPEC E2348/69, pomocí MccS Zschüttig et al Lactobacillus delbruecki sp. Bulgaricus B blokace adheze C. diff. Banerjee et al Bacillus thuringensis in vitro efekt thuricinu CD Rea et al CAVE: C. diff. a acetaminofen! Clayton et al., 2009.

25 Intestinální homeostáza střevní mikrobiota imunitní systém kompetice o živiny ovlivnění imunitního systému makrofágy, neutrofily, ILC, T-helpery, IgA B-buňky, plazmatické buňky podpora funkce slizniční bariéry SCFA IL 1 IL 22 Kamada et al. Role of the gut microbiota in immunity and inflammatory disease. Nat Rev Immunol. 2013

26

27 MOZEK-STŘEVO-MIKROBIOM EMS vnímání viscerálních stimulů+emoce ANS HPA motilita, sekrece permeabilita slizniční imunita viscerosenzorika střevní mikrobiota podle: Rhee et al. Nat Rev Gastroenterol Hepatol

28

29 střevní mikrobiota motorické funkce střeva

30 Zdroj: Belizário a Napolitano 2015 a

31 dg. mechanismus zdroj Hashimotova thyroiditis Diabetes mellitus 1. typu Diabetes mellitus 2. typu zvýšená střevní permeabilita, Yersinia enterocolitica zvýšená střevní permeabilita, alterace mikrobiomu, Th 17, pronikání bakterií do pankreatického duktálního systému zvýšená střevní permeabilita, alterace mikrobiomu Sasso et al Strieder et al Wen et al Vaarala et al Korsgren et al Hand et al Gummesson et al Qin et al Vrieze et al Coeliakie alterace intestinálního mikobiomu Nistal et al. 2012

32 IBD NASH 30-50% redukce diverzity: CD - Faecalibacterium prausnitzii, UC - Akkermansia muciniphila bakteriální endotoxiny např. Proteobacteria Jostins et al Sokol et al Marchesi et al Ateroskleróza - hladiny endotoxinů nad 90 percentil = 3x vyšší KV-riziko - DNA Porphyromonas gingivalis v karotickém plátu Wiedermann et al Figuero et al Koren et al Revmatoidní arthritis zvýšená střevní permeabilita, alterace mikrobiomu, nárůst Porphyromonas gingivalis Weber et al Scher et al. 2012

33 SELHÁNÍ STŘEVNÍHO MIKROBIOMU CDI je typický příklad selhání mikrobiomu Zdroj: Journal of Medical Microbiology (2013), 62,

34 Změny v průběhu života střevní mikrobiom se utváří již intrauterinně smolka zdravých novorozenců: Escherichia - Shigella, Enterococcus, Leuconostoc, Lactococcus a Streptococcus typ porodu (vaginální, císařský řez) mateřské mléko, umělé mléko, příkrmy do 3 let stabilizace v průběhu života relativně stabilní změny kolem let - vyšší zastoupení kmene Bacteroidetes, klesá druhová rozmanitost zdroj: Hollister et al., 2014 ; Yatsunenko et al., 2012; Claesson et al., 2011

35

36 laktace: bakterie mléč. kvašení, Bifidobakterie (60-90%) umělá výživa: podobnost dospělému mikrobiomu ovoce, zelenina, vláknina: Firmicutes (Roseburia) maso, cukry, tuky, málo vlákniny: Alistipes, Bilophila, Bacteroides Antibiotika: pokles diverzity střevní mikrobioty Probiotika: Lactobacillus, Bifidobacterium a další Prebiotika: selektivní stimulace růstu/aktivity bakterií střeva

37 Živíme náš střevní mikrobiom

38 Prevotella Bacteroides Yatsunenko et al., 2012; Obregon-Tito et al., 2015

39 acetát: Blautia spp. a další propionát: Firmicutes/Negativicutes, Bacteroidetes, Verrucomicrobia butyrát: Roseburia spp., Eubacterium spp., Faecalibacterium prausnitzii

40 vysoký obsah sacharidů více Bifidobakterií vysoký obsah nasycených tuků vyšší poměr Firmicutes/Bacteroidetes cave: nízká intestinální hladina fosfátu zvýšená virulence Pseudomonas aeruginosa

41

42 Mikrobiota a sport elitní hráč rugby x neatlet : Bacteroidetes a Firmicutes (Clark et al. 2014) mírné cvičení Firmicutes (vč. Faecalibacterium prausnitzii) pravidelné cvičení vedlo ke zvýšení různorodosti střevní mikrobioty a Firmicutes

43 Mikrobiota a stres rozhovor mezi střevní mikrobiotou a mozkem - aktivace vagu - ovlivnění imunitního systému - tvorba SCFA DYSBIÓZA může narušit rozhovor STRESS

44 Obezita: Bacteroidetes a Firmicutes Kolorektální karcinom: Streptococcus bovis, Helicobacter pylori, Bacteroides fragilis, Enterococcus faecalis, Clostridium septicum, Fusobacterium sp. Průjmovitá onemocnění: Salmonella, Shigella, Escherichia coli, Clostridium difficile Zdroj: Gagnière et al., 2016

45 Mikrobiota a sepse dysbióza u kriticky nemocných riziko přerůstání potenciálního patogena FMT jako nástroj obnovy alterace u CDI a potenciálně u jiných mikrobiomových alterací n. vagus jako mediátor mezi SAE a alterovaným střevním mikrobiomem výrazná odlišnost mikrobimu: zdravý vs. kriticky nemocný

46

47 Acidaminococcus intestinalis Bacteroides ovatus Bifidobacterium adolescentis Bifidobacterium longum Blautia producta Clostridium cocleatum Collinsella aerofaciens Dorea longicatena Escherichia coli Eubacterium desmolans Eubacterium eligens Eubacterium limosum Eubacterium rectale Eubacterium ventriosum Faecalibacterium prausnitzii Lachnospira pectinoshiza Lactobacillus casei/paracasei Lactobacillus case Parabacteroides distasonis Raoultella sp. Roseburia faecalis Roseburia intestinalis Ruminococcus torques Ruminococcus obeum Streptococcus mitis umělá stolice

48 Protizánětlivé bakterie a výrobci SCFA Faecalibacterium prausnitzii Roseburia faecis Bacteroides ovatus

49 30 ml/250 ml/fmt Capsule G3 ZDROJ:

50 OPENBIOME - od roku 2012, Medford, Massachusetts - CDI v USA: /30 000, 20% bez responze na ATB - efekt FMT 90% - > 589 kg stolice, výběr pouze 3% dárců - cca 600 zdrav. zařízení, v 50 státech v USA - materiál do celkem 6 zemí světa - v USA léčeno více než pacientů "Should We Bank Our Own Stool?" "One Man's Poop is Another's Medicine" ZDROJ:

51 PROJEKT FMT_CZE - ČR: 26 pracovišť, 3 v přípravě na FMT - většinou příbuzní dárci - většinou horním GIT - většinou dospělí CESTY APLIKACE - 48% NJS - 30% GSK - 14% klyzma - 7% kolonoskopicky - 0,25% PEG

52 : více > 450 FMT v ČR

53 PROJEKT FMT_CZE UPDATE 2016/ výkonů z toho: 16 IBD 8 IBS 3 dysmikrobie 1 recidivující rotavirová infekce 6%

54 EFEKT v léčbě rcdi 85%

55

56 Jak příznivě ovlivnit náš střevní mikrobiom?

57 Jez do polosyta, pij do polopita, vyjdou ti naplno léta Prostě-li žiješ, sta let dožiješ Kam střídmost nechodí, tam chodí lékař Základem zdraví a štěstí je střídmost ve všem, v jídle, v pití i v jiných požitcích. To je tajemství dlouhověkosti. Jan Amos Komenský

58 SHRNUTÍ

59 Anamnéza střevního mikrobiomu porod přirozenou cestou nebo císařským řezem, zda matka užívala v těhotenství a prekoncepčně pro-, pre- a synbiotika četnost ATB terapie a charakter event. postantibiotické dysmikrobie zda trpí pacient při návštěvě exotických zemí cestovatelskými průjmy zda užíval/užívá probiotika - jaká, v jaké dávce zda u pacienta v minulosti došlo k výraznému poškození střevního mikrobiomu (ataky klostridiové střevní infekce, jejich četnost, léčba) jaké potraviny pacient konzumuje (sterilované versus živé potraviny s obsahem probiotických bakterií) jaký je rámcově životní styl pacienta a hygienické návyky v dětství a v současnosti

60 Jsme více člověk nebo mikrobi? Nejedná se o soutěž Jsme komplexní po staletí utvářené složité ekosystémy. = ČLOVĚK A JEHO MIKROBIOTA

61 Mikrobiom jako PR manager organizmu

62 JSEM ČLENEM GARDY VAŠEHO MIKROBIOMU

63 Mufloni v nemocnici

64 Vzorky střevní mikrobioty muflona

65 Pozvánka

66 PODĚKOVÁNÍ Vám všem za pozornost & za Vaši péči o střevní mikrobiom