Tajemství střevního mikrobiomu aneb Jsme více člověk nebo mikrobi? 1.2.2018 J. Vejmelka. Interní oddělení TN Praha.
460-370 BC Všechna onemocnění pocházejí ze střev
JAKÝ JE KÓD?
Tajemství mikrobiomu odhaleno!
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 -
MIKROBIOM = otřásl základy mnoha oborů
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?
Střevní mikrobiom komplexní ekosystém mikroorganizmů bakterie + Archea, viry, Fungi, protozoa 5 kmenů 160 druhů SPOLEČENTSVÍ MIKROBIOTy
Vývoj mikrobiomu formování již na počátku života ovlivněn řadou faktorů: - věk - dieta - geografický výskyt - léky a další zevní faktory - stres, kritické stavy
2008 Clostridium XIV Clostridium IV Firmicutes 60% Bacteroidetes 20% Actinobacteria 10% Proteobacteria 1% 70-80% střevní mikrobioty http://www.hmpdacc.org/ http://www.metahit.eu/
- 300 dobrovolníků - nazální, orální, dermato, gastrointestinální a urogenitální mikrobiom - sekvenování 16S rrna, celogenomové sekvenování DATA: 14,23 TB https://www.hmpdacc.org/
100 biliónů mikroorganizmů 3,3 milionu genů (150 x více než lidský genom)
1,3 : 1
39 000 000 000 000 000 000 vs. 30 000 000 000 000 000 000 Core Microbiome - 17/664 genera Falony et al., 2016
10 1 10 3 10 4 10 7 10 12 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
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
BAKTERIE Prevotella copri EFEKT autoimunitní odpověď u revmatoidní artritidy Scher et al. 2012 Egertella lenta cytochrom inaktivující digoxin Haiser et al. 2013 Lactobacillus rhamnosus modulace stresové odpovědi Cryan et al. 2012 Escherichia coli G3/10 suprese adherence EPEC E2348/69, pomocí MccS Zschüttig et al. 2012 Lactobacillus delbruecki sp. Bulgaricus B-30892 blokace adheze C. diff. Banerjee et al. 2009 Bacillus thuringensis in vitro efekt thuricinu CD Rea et al. 2011 CAVE: C. diff. a acetaminofen! Clayton et al., 2009.
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
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. 2009.
střevní mikrobiota motorické funkce střeva
Zdroj: Belizário a Napolitano 2015 a http://www.hmpdacc.org/)
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. 2004 Strieder et al. 2003 Wen et al. 2008 Vaarala et al. 2008 Korsgren et al. 2012 Hand et al. 2012 Gummesson et al. 2011 Qin et al. 2012 Vrieze et al. 2012 Coeliakie alterace intestinálního mikobiomu Nistal et al. 2012
IBD NASH 30-50% redukce diverzity: CD - Faecalibacterium prausnitzii, UC - Akkermansia muciniphila bakteriální endotoxiny např. Proteobacteria Jostins et al. 2012 Sokol et al. 2008 Marchesi et al. 2010 Ateroskleróza - hladiny endotoxinů nad 90 percentil = 3x vyšší KV-riziko - DNA Porphyromonas gingivalis v karotickém plátu Wiedermann et al. 1999 Figuero et al. 2011 Koren et al. 2011 Revmatoidní arthritis zvýšená střevní permeabilita, alterace mikrobiomu, nárůst Porphyromonas gingivalis Weber et al. 2003 Scher et al. 2012
SELHÁNÍ STŘEVNÍHO MIKROBIOMU CDI je typický příklad selhání mikrobiomu Zdroj: Journal of Medical Microbiology (2013), 62, 1369 1378.
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 75-85 let - vyšší zastoupení kmene Bacteroidetes, klesá druhová rozmanitost zdroj: Hollister et al., 2014 ; Yatsunenko et al., 2012; Claesson et al., 2011
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
Živíme náš střevní mikrobiom
Prevotella Bacteroides Yatsunenko et al., 2012; Obregon-Tito et al., 2015
acetát: Blautia spp. a další propionát: Firmicutes/Negativicutes, Bacteroidetes, Verrucomicrobia butyrát: Roseburia spp., Eubacterium spp., Faecalibacterium prausnitzii
vysoký obsah sacharidů více Bifidobakterií vysoký obsah nasycených tuků vyšší poměr Firmicutes/Bacteroidetes cave: nízká intestinální hladina fosfátu zvýšená virulence Pseudomonas aeruginosa
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
Mikrobiota a stres rozhovor mezi střevní mikrobiotou a mozkem - aktivace vagu - ovlivnění imunitního systému - tvorba SCFA DYSBIÓZA může narušit rozhovor STRESS
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
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
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
Protizánětlivé bakterie a výrobci SCFA Faecalibacterium prausnitzii Roseburia faecis Bacteroides ovatus
30 ml/250 ml/fmt Capsule G3 ZDROJ: www.openbiome.org
OPENBIOME - od roku 2012, Medford, Massachusetts - CDI v USA: 500 000/30 000, 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 11 000 pacientů "Should We Bank Our Own Stool?" 14.10.2015 "One Man's Poop is Another's Medicine" 27.8.2015 ZDROJ: www.openbiome.org
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
2010-2017: více > 450 FMT v ČR
PROJEKT FMT_CZE UPDATE 2016/2017 450 výkonů z toho: 16 IBD 8 IBS 3 dysmikrobie 1 recidivující rotavirová infekce 6%
EFEKT v léčbě rcdi 85%
Jak příznivě ovlivnit náš střevní mikrobiom?
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
SHRNUTÍ
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
Jsme více člověk nebo mikrobi? Nejedná se o soutěž Jsme komplexní po staletí utvářené složité ekosystémy. = ČLOVĚK A JEHO MIKROBIOTA
Mikrobiom jako PR manager organizmu
JSEM ČLENEM GARDY VAŠEHO MIKROBIOMU
Mufloni v nemocnici
Vzorky střevní mikrobioty muflona
Pozvánka
PODĚKOVÁNÍ Vám všem za pozornost & za Vaši péči o střevní mikrobiom