Известно, что диета глубоко влияет на это микробное сообщество, и специальные диеты использовались в качестве лечения кишечных расстройств, включая болезнь Крона у людей. Они также часто используются у собак, у которых может развиться хроническое кишечное заболевание, которое отражает многие особенности болезни Крона.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Microbiome, исследователи из Пенсильванского университета исследовали связь между диетой по рецепту, микробиомом кишечника и успешным достижением ремиссии у домашних собак, получающих лечение в ветеринарной больнице им.
Райана Пенн Вет. Они обнаружили ключевые особенности микробиома и связанные с ним продукты метаболизма, которые проявлялись только у собак, у которых наступила ремиссия болезни. Тип бактерий, продуцирующих эти соединения, известный как вторичные желчные кислоты, облегчил болезнь на модели мышей.
И сравнивая влияние диеты на микробиом собаки с влиянием диеты на детей с болезнью Крона, исследовательская группа обнаружила заметные сходства.
«Бактерии в кишечнике, как известно, являются действительно важным фактором, склоняющим чашу весов к болезни», – говорит Дэниел Бейтинг, старший автор работы и доцент Школы ветеринарной медицины Пенсильвании. "И фактор окружающей среды, который, кажется, больше всего способствует быстрым изменениям микробиома, – это то, что вы едите.
Учитывая, что микробиомы собак очень похожи на микробиомы человека, мы подумали, что это была интригующая модель, чтобы спросить: «Может ли диета влиять на это заболевание через влияние на микробиом»?’"
Чтобы приступить к изучению этого вопроса, потребовалось вылечить популяцию домашних собак с хронической энтеропатией у собак (ХЭ), хроническим состоянием, включающим потерю веса и воспаление кишечника, диарею, периодическую рвоту, потерю аппетита, а также хронический рецидив и ремиттирующий синдром, как показано на рис. болезнь Крона.
В исследовании участвовали 53 собаки, 29 из которых с КЭ проходили лечение в Ветеринарной больнице Райана Пенн Вет и 24 здоровых контрольных собаки.
Исследователи собирали образцы стула в начале исследования и в разное время, когда больные собаки переходили на диету по рецепту для лечения их болезни. Используя передовые методы генетического секвенирования, команда разработала каталог микробов, присутствующих в стуле, заменяющий микробиом кишечника животных. Они также собрали информацию о продуктах метаболизма, присутствующих в стуле.
«Это дает нам функциональное считывание микробиома», – говорит Бейтинг. "Это говорит нам не только о том, кто там, но и о том, что они делают."
Двадцать из 29 больных собак быстро вошли в ремиссию.
Вместе геномный анализ и анализ метаболитов выявили характерные изменения у этих собак. В частности, у тех, кто хорошо отреагировал на диету, как правило, наблюдалось увеличение метаболитов, известных как вторичные желчные кислоты.
Они образуются, когда определенные микробы в кишечнике потребляют желчь, выделяемую печенью.
Одним из таких «хороших» микробов, которые могут вызывать вторичные желчные кислоты, была бактерия Clostridium hiranonis, которую исследователи обнаружили в больших количествах у собак, у которых наступила ремиссия. Собаки, которые хорошо отреагировали на диету, также имели меньше вредных бактерий, таких как кишечная палочка и Clostridium perfringens, после начала лечения.
Чтобы узнать больше о том, что делают эти очевидные маркеры ремиссии, команда взяла бактерии у собак – как когда они были больны, так и после того, как они вошли в ремиссию – и вырастила их в лаборатории.
«Наличие этих организмов дало нам возможность проверить нашу гипотезу о том, что на самом деле вызывает ремиссию», – говорит Шуай Ван, постдок из Penn Vet и ведущий автор исследования.
Взяв вторичные желчные кислоты, которые, как было установлено, связаны с ремиссией, исследователи применили их к E. coli и C. perfringens, выращенные из больных собак, и обнаружили, что желчные кислоты тормозят их рост. Они также дали C. hiranonis от собак к мышам с воспалительным заболеванием кишечника, чтобы увидеть, могут ли бактерии уменьшить заболевание на другой модели животных.
«Мы наблюдали стабилизацию уровня вторичных желчных кислот и уменьшение воспаления», – говорит Ван.
«Это позволило нам показать, что вторичные желчные кислоты и C. hiranonis – это не просто биомаркеры ремиссии, – говорит Бейтинг, – они действительно могут влиять на изменения.
Желчные кислоты могут блокировать рост болезнетворных микроорганизмов, а C. хиранонис может улучшить здоровье кишечника у мышей."
В качестве последнего шага исследователи обратились к набору данных, полученному от детей с болезнью Крона, которые лечились специальной жидкой диетой, известной как эксклюзивное энтеральное питание.
У молодых людей, которые отреагировали на терапию, увеличилось количество бактерий вида Clostridium scindens, которые, как и C. hiranonis, является мощным продуцентом вторичных желчных кислот.
Авторы говорят, что результаты дают надежду на лучшее диетическое лечение ВЗК, возможно, такое, которое доставляет «хорошие» бактерии, такие как C. scindens или C. hiranonis при подавлении видов, связанных с заболеванием.
«Подобное воздействие окружающей среды на собак и детей делает собачью модель ВЗК превосходной моделью воспалительного заболевания кишечника у детей», – говорит Роберт Н. Бальдассано, соавтор исследования и детский гастроэнтеролог Детской больницы Филадельфии. "Это исследование значительно расширило наши знания о педиатрической ВЗК и приведет к новым методам лечения детей, страдающих этим заболеванием."