Wir dürfen nicht denken, es oft, aber unser Darm beherbergt ein Komplexes ökosystem von Mikroorganismen, die eine entscheidende Rolle spielen, wie wir funktionieren. Das system ist empfindlich—eine kleine änderung kann dazu führen, eine große Verschiebung in der mikrobiom, was schwere Folgen. Wenn eine person nimmt ein Antibiotikum, es auslöschen können mehrere Bakterienarten und werfen diese heikle balance aus dem lot. Clostridioides difficile ist ein häufiger Erreger kolonisiert, dass eine gestörte Darm-mikrobiota. Fäkale mikrobiota-transplantation (FMT), in dem Stuhl eines gesunden Spenders transplantiert, in den Darm des Empfängers, ist eine erfolgreiche Behandlung für rezidivierende C. difficile – Infektion (rCDI). In einer kürzlich veröffentlichten Studie, Forscher von Brigham and Women ‚ s Hospital untersuchen, wie die Dynamik von Bakterien-Arten können Einfluss auf den Erfolg von FMT bei der Behandlung von rCDI. In „Nature Communications“, das team stellt einen Algorithmus zu entwerfen personalisierte probiotische cocktails für Patienten mit ungesunden Darm microbiomes aufgrund rCDI.
„Die Gestaltung einer probiotischen cocktail ist eine Herausforderung“, sagte Yang-Yu Liu, Ph. D., assistant professor in der Abteilung für Medizin am Brigham. „Alle Spezies, die in der cocktail-Interaktion in ein kompliziertes Netz. Wenn wir uns anschauen, eine Art, die direkt hemmt das Wachstum von C. difficile, wir müssen auch sicherstellen, dass es nicht indirekt zu fördern Wachstum von C. difficile durch Interaktionen mit anderen Arten in den cocktail.“
C. difficile – übertragen wird über den fäkal-oralen Weg—schlechte hygiene oder die Kontamination von Lebensmitteln oder Wasser, und ist auf der ganzen Welt gefunden. Obwohl C. difficile in der Regel nicht zu besiedeln einen gesunden Darm haben, kann es wachsen unkontrolliert in ein Bauchgefühl, dass das unterbrochen ist durch Antibiotika. rCDI ist nicht als Reaktion auf standard-Antibiotika und können daher wiederholt Patienten, wodurch sich das Risiko erhöht und das jedes mal. FMT hat sich gezeigt, zu heilen etwa 80 Prozent der rCDI Fällen, die nicht auf Antibiotika reagieren.
Die Forscher begannen mit der Modellierung einer mikrobiellen Gemeinschaft und die Simulation der FMT Prozess der Behandlung von rCDI. Nächste, Sie abschätzen, wie effektiv FMT wäre auf die Wiederherstellung des Empfängers gesunden Darm-mikrobiota. Das team Analysierte Daten aus der realen Welt von einem Modell in der Maus und von menschlichen Patienten, die zur Validierung der Modellierung.
Das theoretische Modell half dem team, vorherzusagen, welche Faktoren zu ermitteln, die Wirksamkeit von FMT. Sie lernten, dass FMT Wirksamkeit nimmt ab, die Arten-Vielfalt der infizierten person, die Darm microbiome erhöht. Das team entwickelte auch eine Optimierung Algorithmus zu entwerfen personalisierte probiotische cocktail um Menschen zu helfen, mit rCDI. Der Algorithmus basiert auf der ökologischen Theorie, die er entwirft ein cocktail mit die minimale Anzahl von bakteriellen Spezies, während das komplizierte ökologische Netzwerk der Art in den Sinn. Die personalisierte probiotische cocktails enthalten Arten, die effektive Inhibitoren von C. difficile und kann verabreicht werden an Patienten mit rCDI im Hinblick auf die Wiederherstellung Ihrer Darm-mikrobiota.