Consumul de mai multe fibre susține creșterea bacteriilor bune și protejează împotriva infecțiilor intestinale

Microbiomul intestinal uman reprezintă o comunitate microbiană diversă, cu roluri esențiale în sănătate, precum reglarea digestiei, susținerea imunității și controlul colonizării patogenilor exogeni și oportuniști. Cu toate acestea, anumite specii microbiene, cum sunt cele din familia Enterobacteriaceae (de exemplu, Escherichia coli sau Klebsiella pneumoniae), pot provoca infecții severe și pot fi asociate cu boli cronice, inclusiv boala Crohn și mortalitate crescută. Enterobacteriaceae ce produc β-lactamaze cu spectru extins (ESBL) sunt considerate agenți patogeni de prioritate ridicată, conform Organizației Mondiale a Sănătății, iar transmiterea lor se poate realiza chiar și în mediul casnic, nu doar în spitale.
În acest context, înțelegerea ecologiei și a dinamicii Enterobacteriaceae în mediul microbian intestinal este esențială pentru dezvoltarea unor terapii alternative, precum intervenții bazate pe microbiom (de pildă, transplant fecal). Majoritatea cercetărilor asupra Enterobacteriaceae s-au concentrat pe tulpini clinice, astfel că datele despre relațiile ecologice din interiorul microbiomului intestinal sunt încă limitate. Studiile metagenomice pe scară largă, care permit identificarea și analiza detaliată a microorganismelor, oferă o oportunitate fără precedent de a înțelege interacțiunile acestor bacterii oportuniste cu restul comunității microbiene.

Pentru a studia distribuția și factorii care influențează colonizarea cu Enterobacteriaceae, cercetătorii au analizat 12.238 de mostre metagenomice recoltate de la indivizi din 45 de țări, incluzând atât adulți, cât și copii, în stare de sănătate sau boală. S-a utilizat un catalog genomic extins (UHGG), ce cuprinde mii de specii microbiene, precum și un cadru riguros de detecție metagenomică. Prevalența Enterobacteriaceae și abundența lor relativă în fiecare probă au fost corelate cu structura microbiomului, prin metode statistice și algoritmi de învățare automată.

Pentru fiecare mostră s-a evaluat prezența și abundența speciilor de Enterobacteriaceae, s-au identificat tiparele de co-colonizare (specii microbiene care apar împreună cu Enterobacteriaceae) și co-excludere (specii asociate cu absența Enterobacteriaceae). În plus, cercetătorii au cuantificat diferențele de ordin funcțional, analizând genomurile speciilor asociate pozitiv sau negativ cu Enterobacteriaceae și realizând modele metabolice la scară genomică.

Rezultate principale

Prevalența și distribuția speciilor Enterobacteriaceae

Enterobacteriaceae au fost detectate în 66% dintre mostre, cu variații minime între regiuni geografice, stări de sănătate și grupe de vârstă. Principalele specii au fost E. coli, K. pneumoniae și Enterobacter hormaechei.
E. coli a prezentat cea mai largă răspândire, cu tulpini diverse identificate la nivel subspecific (MLST), incluzând numeroase linii încă necaracterizate, în special la indivizii din Africa.

Co-colonizare și co-excludere

Analizele de învățare automată și de rețea au arătat că prezența Enterobacteriaceae este asociată cu diferențe compoziționale la nivelul microbiomului intestinal.
S-au identificat 307 specii microbiene asociate semnificativ cu Enterobacteriaceae, dintre care 172 sunt „co-colonizatoare” (apar frecvent împreună cu Enterobacteriaceae) și 135 sunt „co-excludere” (apar mai frecvent în absența Enterobacteriaceae).
Genurile Faecalibacterium (mai multe specii) s-au evidențiat între principalii co-excluderi, susținând ipoteza că producerea de acizi grași cu lanț scurt (SCFA) și alte mecanisme pot fi implicate în rezistența la colonizare. În schimb, genurile Veillonella, Intestinibacter și Enterococcus au apărut mai frecvent ca și co-colonizatoare.

Funcții genetice și metabolice

Co-colonizatoarele prezintă o diversitate funcțională mai mare decât co-excluderile, incluzând gene pentru rezistența la medicamente, transport și metabolism al aminoacizilor, dar și adaptare la stres oxidativ.
Co-excluderile sunt îmbogățite în funcții de transport și metabolizare a fierului și în căi de sinteză a acizilor grași cu lanț scurt (acetat, propionat, butirat), ceea ce poate limita creșterea Enterobacteriaceae.
Analiza modelelor metabolice la scară genomică a arătat că specii similare din punct de vedere funcțional tind să coexiste (habitat filtering), co-colonizatoarele fiind mai apropiate metabolic de Enterobacteriaceae decât co-excluderile.
Unele co-excluderi codifică gene pentru compuși de tip autoinducer (cicluri lactonice), asociați cu mecanisme de quorum sensing. Aceste molecule pot conferi rezistență la colonizare prin interferarea cu semnalizarea și virulența patogenilor.

Concluzii

Acest studiu pe scară largă oferă o perspectivă detaliată asupra dinamicii Enterobacteriaceae în microbiomul intestinal uman și arată că există un set consistent de specii microbiene care fie favorizează, fie previn colonizarea acestor bacterii oportuniste. Identificarea rolului funcțional al co-colonizatoarelor și co-excluderilor deschide calea pentru noi strategii terapeutice bazate pe manipularea microbiomului, cum ar fi administrarea selectivă de consorții microbiene protectoare sau modulatori dietetici.

Mai mult, cercetările asupra tulpinilor încă necaracterizate de E. coli și asupra mecanismelor prin care Faecalibacterium și alte specii pot restricționa colonizarea Enterobacteriaceae pot contribui la dezvoltarea unor soluții viabile pentru problemele cauzate de rezistența antimicrobiană și transmiterea extinsă a patogenilor în comunitate. Aceste date întăresc necesitatea unor studii longitudinale și intervenționale care să evalueze rolul factorilor externi (dietă, terapii adjuvante, habitat) în reglarea și controlul colonizării Enterobacteriaceae.

Data actualizare: 14-01-2025 | creare: 14-01-2025 | Vizite: 38

Bibliografie

Yin, Q., et al. (2025). Ecological dynamics of Enterobacteriaceae in the human gut microbiome across global populations. Nature Microbiology. doi.org/10.1038/s41564-024-01912-6.

Copyright ROmedic: Articolul se află sub protecția drepturilor de autor. Reproducerea, chiar și parțială, este interzisă!

Alte articole din aceeași secțiune:

Noi cercetări descoperă legăturile microbiomului intestinal cu lupusul și boala inflamatorie intestinală

Un studiu recent publicat în Annals of Rheumatic Diseases a identificat profiluri microbiene asociate cu boli auto...

Contribuția crucială a bacteriei Blautia în sănătatea intestinală și protejarea de boli

Un studiu realizat de cercetătorii de la Universitatea Umeå a explorat efectele dietei occidentale sărace în fi...

Viața cu boala inflamatorie intestinală: strategii eficiente

Un articol recent publicat în Journal of Clinical Medicine prezintă rezultatele unei revizuiri sistematice a...

Mecanismul molecular prin care Helicobacter Pylori induce cancerul gastric
Biologii au descoperit un nou factor de protecție împotriva acumulării excesive de lipide în ficat
Vitamina B poate fi utilizată pentru tratamentul steatozei hepatice non-alcoolice avansate
Orarul meselor ajustează ritmul circadian al ficatului

Din Biblioteca medicală vă mai recomandăm:

Din Ghidul de sănătate v-ar putea interesa și:

Consumul mai multor fibre alimentare ar putea stimula pierderea în greutate

În încercarea de a slăbi, un consum mai mare de fibre ar putea susține procesul pierderii kilogramelor în plus...

Vești bune pentru consumatorii de cereale integrale

Un regim alimentar bogat în cereale integrale și fibre este asociat cu un risc mai redus de deces prematur, arat�...

Deficitul de fibre din alimentație poate modifica compoziția florei intestinale

Potrivit unui nou studiu realizat în cadrul Departamentului de Microbiologie și Imunologie al Universității Sta...

Orzul ajută la reducerea apetitului și la îmbunătățirea profilului metabolic

A fost identificată o asociere între aportul adecvat de fibre și îmbătrânirea sănătoasă

O dietă bogată în fibre ar putea oferi protecție împotriva alergiilor alimentare

Forumul ROmedic - întrebări și răspunsuri medicale:

Pe forum găsiți peste 500.000 de întrebări și răspunsuri despre boli sau alte subiecte medicale. Aveți o întrebare? Primiți răspunsuri gratuite de la medici.

intră pe forum