Ожирение: исследование трансплантации фекального вирома

В последние годы стала очевидной взаимосвязь между дисбиозом кишечника и такими заболеваниями, как метаболический синдром, ожирение и сахарный диабет. Среди потенциальных решений при этих заболеваниях считается, что трансплантация фекальной микробиоты (ТФМ)¹ имеет терапевтический потенциал. Недавно было показано, что трансплантация фекального вирома (ТФВ), т.е. трансплантация вирусного состава микробиоты, обладает эффективностью в отношении устранения симптомов рецидивирующей инфекции Clostridioides difficile, поскольку вирусный состав кишечника, в котором доминируют бактериофаги предположительно играет ключевую роль в структуре микробиоты.

Влияние ТФВ на нормализацию массы тела и обмена веществ

Чтобы оценить степень, в которой ТФВ может преобразовать фенотип с исходным ожирением в фенотип без ожирения, определенные физиологические параметры (масса тела, уровень сахара в крови) и экспрессию ключевых отвечающих за метаболизм генов измеряли у мышей без ожирения (LF)2 и мышей, получавших жирную пищу в течение 14 недель (HF)². Результаты анализа показали, что ТФВ от донора LF уменьшает прибавку в массе тела и нормализует уровень сахара в крови, а также энергетический гомеостаз у мышей HF. В частности, были затронуты семь генов, участвующих, помимо прочего, в сигнальных путях лептина, метаболизме глюкозы и липолизе, что указывает на положительное влияние ТФВ на массу тела и метаболизм.

Благоприятный эффект модуляции кишечной микробиоты

Предварительное введение ампициллина (Amp)² мышам HF делало ТФВ неэффективной, свидетельствуя о том, что положительный эффект ТФВ включает модуляцию кишечной микробиоты. В самом деле, различное воздействие (ТФВ или ТФВ + Amp) у мышей HF имело разные баллы по индексу вирусного и бактериального разнообразия Шеннона. Неудивительно, что Amp и/или диета с высоким содержанием жиров снижали бактериальное разнообразие, которое ТФВ восстанавливала до уровня, схожего с таковым у мышей LF. Что касается вирусного разнообразия, то, по-видимому, диета с высоким содержанием жиров на него оказывала небольшое влияние, но оно сильно увеличивается после использования Amp, независимо от того, следует ли за этим ТФВ или нет. Применение Amp, по-видимому, приводит к индукции профагов³, в значительной степени изменяющих бактериальный и вирусный состав, который лишь частично восстанавливаются с помощью ТФВ.

Нарушение микробиоты и метаболома

ТФВ, по-видимому, оказывает значительное влияние на бактериальный и вирусный состав кишечной микробиоты мышей-реципиентов. Действительно, микробный профиль в группе HF + ТФВ значимо отличался от такового в группах HF и LF. Это было связано с высоким вирусным разнообразием в группе LF и различием в диетах между группами HF и LF. То же самое было верно и для микробного профиля некоторых циркулирующих метаболитов, ассоциируемых с ожирением, при анализе которых наблюдались значимые различия между группой HF + ТФВ и группами HF и LF. Поэтому считается, что трансплантируемые вирусы модулируют состав микробиоты, создавая фенотип, который в большей степени напоминает фенотип мышей без ожирения. Это подтверждение концепции создает основы для проведения дополнительных исследований у человека по оценке эффективности ТФВ в лечении заболеваний, связанных с дисбиозом.

^{1) ТФМ в настоящее время используется только для лечения рецидивирующих инфекций Clostridioides difficile (ранее Clostridium difficile).}

^{2) Пять групп лечения: контрольная группа с низким содержанием жиров (LF), состоящая из мышей без ожирения, которые получали нормальный рацион; группа мышей с ожирением (HF), которые получали диету с высоким содержанием жиров в течение 14 недель; HF + ампициллин (HF + Amp); HF + Amp + ТФМ; HF + ТФМ. Терапия Amp: за 24 часа до проведения ТФМ; Терапия ТФМ: в течение 6 и 7 недель.}

^{3) Профаг представляет собой бактериофаг, встроенный в геном инфицированной бактерии}