Podcast #VociCuAutoritate COVID-19
Podcast #VociCuAutoritate COVID-19

STUDIU. Modificări specifice ale microbiomului intestinal, asociate cu dezvoltarea poliartritei reumatoide

mm
10 Jan 2020
4460 Views

Fiecare organism uman conține de 10 ori mai multe microorganisme decât celule: acestea se găsesc pe piele, în intestine sau în cavitatea nazală. Astfel, se studiază tot mai frecvent relația microbiomului cu apariția diferitelor maladii: hipertensiunea arterială, insuficiența cardiacă, depresia, sau chiar anumite tumori și răspunsul acestora la tratament. Cel mai recent studiu în acest domeniu a observat o legătură între poliartrita reumatoidă (PAR) și prezența excesivă a genului bacterian Prevotella în intestinul pacienților.

microbiom abundent organism uman

Bacteriile formează un microbiom abundent la nivelul fiecărui organism uman
Sursa foto ©[email protected]

Biotehnologia și inteligența artificială

Pentru a observa acest efect al microbiomului intestinal, cercetătorii au aplicat tehnici moderne de genetică moleculară, iar rezultatele au fost ulterior analizate cu ajutorul inteligenței artificiale. 

abonare

Metoda utilizată se numește studierea asocierilor de la nivelul întregului metagenom (metagenome-wide association studies– MWAS), prin analiza unor fragmente de ADN, alese în mod aleatoriu, din materialul genetic analizat (metagenomul reprezentând întregul material genetic care se găsește într-o anumită locație și aparține mai multor organisme, în acest caz fiind vorba despre metagenomul care provine de la toate microorganismele din intestinul nostru).

Ulterior, cu ajutorul inteligenței artificiale, au fost corelate modificările de la nivelul metagenomului bacterian cu modificările genomului uman (genome-wide association study– GWAS) care, în cazul pacienților, prezentau modificări patologice specifice poliartritei reumatoide.

Rezultatele studiului

Echipa de cercetători a analizat probele genetice din fecalele a 82 de pacienți cu poliartrită reumatoidă și le-au comparat cu probele a 42 de pacienți sănătoși. Comparând speciile bacteriene intestinale între cele două grupuri, următoarele specii s-au dovedit mai frecvente la pacienții cu PAR:

  • Prevotella denticola;
  • Prevotella marshii;
  • Prevotella disiens;
  • Prevotella corporis;
  • Prevotella amnii;
  • Gardnerella vaginalis;
  • Porphyromonas somerae; 
  • Bacteroides sartorii.

În ceea ce privește diversitatea speciilor bacteriene, aceasta nu a prezentat diferențe între grupul de studiu și cel martor. 

grafic distributie frecvente specii bacteriene intestinale prevotella

Grafic ce demonstrează compoziția diferită în specii bacteriene a grupului de control și a grupului de studiu Sursa foto (adaptat după) ©Toshihiro Kishikawa et al. 2020. Re-use permitted under CC BY-NC

În afară de identificarea speciilor, au fost identificate și gene bacteriene, prezente în metagenom, care pot influența procesul fiziopatologic al poliartritei reumatoide. În total, 12 gene bacteriene au diferit între cele două grupuri ale studiului, însă gena R6FCZ7, scăzută în intestinul pacienților cu PAR, a demonstrat cea mai puternică corelație. Aceasta produce o proteină cu rol în catalizarea reacțiilor de oxido-reducere (redox), în concordanță cu ceea ce se cunoaște deja despre poliartrita reumatoidă: patogeneza PAR implică speciile reactive de oxigen (cu potențial ridicat de oxidare) și un microbiom intestinal cu anomalii la nivelul funcției redox.

Genele bacteriene modificate în cazul pacienților sunt implicate în mai multe căi biochimice, care au un rol cunoscut  în patogeneza PAR:

  • Acizii grași liberi în ser, mai abundenți în cazul pacienților, favorizează inflamația;
  • O clasă de substanțe chimice numite terpenoide inhibă factorul nuclear kB, și, în consecință, procesul inflamator;
  • Adipokinele contribuie și ele la starea pro-inflamatorie, și sunt abundente în lichidul sinovial al pacienților;
  • Metabolismul glicozaminoglicanilor, substanțe care se regăsesc la nivelul cartilajelor, este modificat în cadrul PAR.
schema factori responsabili aparitie evoluie poliartrita reumatoida

Procesul patologic al poliartritei reumatoide implică o reacție autoimună, favorizată de factori genetici și de mediu, și o propagare ulterioară a inflamației
Sursa foto: Lancet

În concluzie, metagenomul bacteriilor intestinale prezintă caracteristici distincte în cazul pacienților cu poliartrită reumatoidă, ceea ce poate contribui la o înțelegere mai bună a apariției și dezvoltării acestei boli, dar și la metode noi de tratament.

Citește și: