Метаболит микроорганизмов уролитин А защищает от дисфункции кишечного барьера, вызванной неорганическим мышьяком, на модели человека.

Симбиотические отношения между прокариотами влияют на взаимодействия в микрообществе, что сказывается на колонизации, выживании и организации. В отличие от конкуренции, виды консорциума способствуют росту путем обмена метаболитами. Данное исследование изучило взаимодействия между двумя первыми колонизаторами кишечника человека: частично аэротолерантным spp. и строгими анаэробами spp. с использованием методов омников. Поддержка роста spp. со стороны subsp. была продемонстрирована с помощью экспериментов по совместной культуре в анаэробных условиях. Метаболомный анализ выявил более 150 уникальных метаболитов, присутствующих в супернатантах subsp., которые отсутствуют у других видов, включая 3-гидроксикаприковую кислоту, D-аланил-D-аланин, 2-изопропилмалиновую кислоту и D-глюкозу 2-фосфат. Эти соединения служили питательными субстратами, включая источники углерода и азота, значительно усиливающими рост spp. В опытах на мышах ранняя колонизация subsp. консолидации колонизации (1,7 × 10 до 9,7 × 10 основание кода/g фекальной пробы) путем предоставления этих метаболитов как ниши. Эти выводы подчеркивают, что subsp. играет важную роль в колонизации кишечника spp. благодаря своему эксклюзивному метаболическому профилю, предлагая понимание распределенной метаболической активности в кишечных сообществах и подчеркивая значимость специфических метаболитов в раннем установлении микробов.

Трипл-негативный рак молочной железы является агрессивным и гетерогенным подтипом рака, для лечения которого комбинация ингибиторов контрольных точек иммунной системы с химиотерапией привела к улучшению результатов у избранных пациентов. Однако первичное и приобретенное сопротивление остаются распространенными проблемами, подчеркивающими необходимость идентификации внешних, поддающихся модификации детерминантов антиопухолевого иммунитета. Увеличивающееся количество доказательств указывает на то, что кишечная и опухолево-сопутствующая микробиота формируют системный и внутритуморальный иммунный тонус и влияют на эффективность противораковых методов лечения. Кроме состава микробиоты, метаболиты, производимые микробиотой, такие как короткоцепочечные жирные кислоты, производные индола и триптофана, желчные кислоты, полиамины и другие маломолекулярные соединения, могут действовать как функциональные посредники, связывающие микробную экосистему с программированием иммунных клеток и биологией опухоли. Эти метаболиты модулируют функцию дендритных клеток, активацию и здоровье Т-клеток, поляризацию миелоидов, воспалительные установки и метаболические пути в опухолевом микрор.environment, тем самым потенциально усиливая или ограничивая ответы на химиоиммунотерапию. Важно отметить, что в то время как некоторые исследования предлагают внутритуморальные микробные эффекты, большинство клинически значимых доказательств в настоящее время поддерживают системные метаболиты, происходящие из кишечника, и модуляцию иммунного тонуса, которые вторично формируют опухолевый микрор.environment ТНРК. В данном обзоре мы синтезируем современные знания о (i) иммунобиологии трипл-негативного рака молочной железы, релевантной для модуляции, вызванной микробиотой, (ii) особенностях молочной и кишечной микробиоты, сообщенных при ТНРК, и (iii) механистических путях, через которые микробные метаболиты могут регулировать антиопухолевый иммунитет и чувствительность к ингибиторам контрольных точек иммунной системы (ICI). Мы также обсуждаем методические аспекты интеграции профилирования микробиома с метабомикой и иммунным фенотипированием, а также оцениваем новые возможности использования метаболитов, происходящих из микробиоты, в качестве биомаркеров и терапевтических мишеней. Наконец, мы подчеркиваем трансляционные стратегии, включая питание, пред- и пробиотики, разумное использование антибиотиков, трансплантацию фекальной микробиоты и подходы, ориентированные на метаболиты ("постбиотики"), и формируем приоритеты для вспомогательных, ориентированных на ТНРК, проспективных многопрофильных исследований с целью перехода от ассоциативных подписей к действительным вмешательствам.

Непереносимость кормления (НК) является распространенной и изнурительной проблемой среди пациентов в критическом состоянии, которая связана с разрушением кишечной микробной экологии. Настоящий обзор обобщает мультиомные данные, подтверждающие концепцию, согласно которой дисбиоз кишечника, связанный с критическим состоянием, приводит к функциональному дефициту короткоцепочного жирного кислоты бутирата, ключевого метаболита, участвующего в поддержании целостности кишечного барьера, иммунорегуляции и моторике желудочно-кишечного тракта. Потеря бактерий, продуцирующих бутират, и их генетических путей непосредственно коррелирует с НК и может быть патогенным механизмом. Ключевые организмы, продуцирующие бутират, такие как и spp., уменьшаются в ходе этого процесса. Исходя из этой механистической концепции, был предложен практический модель интервенции, управляемой медсестрами, целью которой является поддержание и восстановление микробного здоровья у пациентов в критическом состоянии. Эта модель основана на четырех основных стратегиях: минимизация иатрогенного вреда (такого как адекватное применение антибиотиков и ингибиторов протонного насоса), целенаправленное кормление микробиоты (пребиотики/синбиотики), осторожное восстановление микробов (пробиотики/трансплантация фекальной микробиоты) и инновационные подходы к мониторингу. Интегрируя принципы микробной экологии с клинической сестринской наукой, данный обзор предоставляет основу для разработки протоколов, управляемых медсестрами, направленных на решение основных патофизиологических аспектов НК и улучшение результатов для пациентов.

Болезнь Кавасаки (БК) - это системный васкулит у детей, который прежде всего поражает коронарные артерии, и исследования предполагают, что кишечная микробиота может играть роль в патогенезе БК, воспалительных реакциях и регуляции иммунной системы. В данном исследовании использована интегративная стратегия мульти-омики для систематического изучения взаимодействий микробиоты кишечника и метаболитов при БК. Ключевые молекулярные мишени были определены с помощью сетевых анализов и моделей машинного обучения, с использованием менделевской рандомизации для подтверждения причинности. Транскриптомика одноядерных клеток и молекулярное мазание дополнительно прояснили взаимодействия иммунных клеток и связывание метаболитов с белками, подчеркивая ключевые регуляторные пути. Мы определили SELP как основную молекулярную мишень при БК, преимущественно экспрессируемую в тромбоцитах и участвующую в иммунных и воспалительных реакциях. Метаболиты, полученные из кишечной микробиоты, включая пальмитоилэтаноламид, пантотеновую кислоту и 1-О-коричневый глицерин, могут регулировать взаимодействия иммунных клеток через сигнальный путь RESISTIN. Измененные обилии микробных таксонов, таких как , и предполагают их потенциальную роль в модуляции воспаления. Активация путей IL-17, TNF, MAPK и PI3K-Akt дополнительно способствует прогрессированию заболевания, подчеркивая ось микробиота-метаболит-SELP как потенциальную терапевтическую мишень при БК. Эти результаты закладывают основу для последующих и исследований, продвигая разработку стратегий вмешательства на основе микробиома.

Микробиомы и их окружающая среда формируют сложные взаимосвязанные экосистемы. Микробные виды внутри микробиома, с одной стороны, конкурируют за ресурсы, а с другой — обмениваются важными метаболитами, поддерживающими их выживание. Эти взаимодействия зависят от генетического репертуара микроорганизмов, условий окружающей среды и доступности питательных веществ. Мы разработали EcoGS (http://www.github.com/KaletaLab/EcoGS) — инструмент метаболического моделирования, предназначенный для предсказания экологических взаимодействий между парами микробов. Применение EcoGS к микробиомам двух различных человеческих когорт показало переход от совместных к эксплуататорским экологическим взаимодействиям, связанным с увеличением потребления простых сахаров (глюкозы и фруктозы) у диабетиков и людей, ведущих индустриализированный образ жизни. С другой стороны, употребление кобаламина (витамина B12), фитонандиона (витамина K1) и биотина (витамина B7) и других соединений было связано с увеличением уровня сотрудничества в кишечном микробиоме. Мы пришли к выводу, что обилие простых сахаров как источника энергии снижает необходимость сотрудничества между микробами, тем самым увеличивая конкуренцию и враждебность между членами микробиома. Более того, наше исследование предлагает несколько соединений, таких как урат, дезоксаденозин, дезоксигуанозин и гипоксантин, для in vitro тестов на валидацию в качестве диетических вмешательств, которые могут восстановить экологический баланс в сообществе. EcoGS служит ценным инструментом для изучения динамики микробиома и их связи с изменениями в окружающей среде и болезнями.

В этом обзоре рассматривается, как микробиота кишечника трансформирует молекулярный пейзаж колоректального рака (КРР), влияя на его начало и развитие через ключевые механизмы. Микробы и метаболиты вызывают драйверные мутации (повреждение ДНК, вмешательство в сигнальные пути) и изменяют эпигенетику (метилирование ДНК, модификации гистонов, некодирующие РНК), чтобы усиливать пролиферацию и выживание опухолевых клеток. Дисбиоз нарушает иммунное микроокружение опухоли (TIME), ослабляя иммунные клетки и увеличивая иммунносупрессивные факторы, что способствует уклонению от иммунного ответа. Интегрируя молекулярную биологию, микроинологию и иммунологию, мы показываем, что изменения в микробиоте являются причиной онкогенеза, причем различные виды действуют по-разному на различных стадиях опухоли. Эти открытия проясняют патогенез КРР и поддерживают профилактику, диагностику и лечение на основе микробиоты. Нацеливание на микробы и метаболиты или сигнальные пути может снизить риск КРР, улучшить раннее выявление и усилить терапию. Обзор подчеркивает перспективы терапии, нацеленной на микробиоту, и направляет будущее исследование и клинический перевод.