Cигнатура микробиоты кишечника, специфичная для определенной степени тяжести хронической болезни почек

При хронической болезни почек (ХБП) наблюдаются специфичные изменения микробиоты кишечника и циркулирующих метаболитов. Однако функции микробиоты и ее сложная взаимосвязь с метаболизмом хозяина во время прогрессирования ХБП изучены недостаточно хорошо. Таким образом, было проведено исследование с участием 72 пациентов с ХБП различной тяжести (26 – c легкой, 26 – с умеренной и 20 – с тяжелой стадией) и 20 пациентов контрольной группы с нормальной функцией почек. Образцы кала были подвергнуты секвенированию по методу «дробовика (sidenote: Метод высокопроизводительного секвенирования ДНК, известный как «случайное секвенирование», который позволяет секвенировать большие количества ДНК за очень короткие периоды времени. Его можно использовать, например, для секвенирования целых геномов. ) » (англ. Shotgun sequencing), и параллельно с этим в крови были определены профили метаболитов – в частности, желчных кислот (ЖК), коротко- и среднецепочечных жирных кислот и уремических токсинов.

Бактериальная и метаболическая сигнатура

По мере прогрессирования ХБП от начальной до поздней стадии либо только на определенной стадии или стадиях были установлены значительные изменения (увеличение или уменьшение) 13 видов бактерий и 6 циркулирующих метаболитов. Например, бактерии вида Bacteroides eggerthii позволяли отличить контрольных участников от пациентов с ранними стадиями ХБП, в то время как количество бактерий Prevotella sp. 885 коррелировало с экскрецией мочевины и отражало прогрессирование заболевания. Поэтому некоторые кишечные бактерии могут использоваться как полезные биомаркеры для ранней диагностики и мониторинга ХБП. Что касается метаболитов, на поздних стадиях ХБП наблюдалось значительное снижение уровня пропионовой кислоты, а ее отсутствие является достоверным признаком тяжелой стадии заболевания.

Этиологические аспекты

Бактериальные гены, связанные с биосинтезом вторичных ЖК, были в большей степени распространены на ранней стадии ХБП, таким образом, в начале снижения функции почек происходит преобразование кишечными бактериями первичных ЖК во вторичные. Более тяжелые стадии заболевания коррелировали с увеличением доли путей метаболизма, связанных:

- с одной стороны, с метаболизмом липидов (вероятно, участвующим в патогенезе метаболического синдрома, который часто ассоциируется с дислипидемией, являющейся известным этиологическим фактором ХБП)

- и, с другой стороны, с биосинтезом липополисахаридов (ЛПС, воспалительных эндотоксинов). Таким образом, изменения метаболизма микробиоты и воспаление в организме хозяина влияют на здоровье почек.

Связи бактерий и метаболитов

Группа ученых идентифицировала кишечные бактерии, связанные с изменениями циркулирующих метаболитов, что указывает на возможное участие кишечной микробиоты в развитии ХБП. Например, заметное снижение числа B. eggerthii у пациентов с ХБП коррелировало с синтезом вторичных ЖК на ранней стадии заболевания. Увеличение синтеза ЛПС на поздних стадиях частично объясняется повышением числа Escherichia coli и других представителей семейства Enterobacteriaceae. Эти связи между бактериями и метаболитами могут указывать либо на то, что определенный вид бактерий продуцирует этот метаболит, либо на то, что данный метаболит усиливает/подавляет рост соответствующего вида бактерий. Более четкое понимание взаимосвязи между видами кишечных бактерий и метаболизмом хозяина на разных стадиях ХБП в дальнейшем может помочь в изучении этиологии и в диагностике данного заболевания.