Kombinasi yang tepat dari hidrolisat garam empedu dapat memberikan metode baru untuk mengobati C. diff

Tidak semua probiotik diciptakan sama. Dalam sebuah studi baru, para peneliti telah menemukan bahwa enzim tertentu dalam kelas yang dikenal sebagai bile salt hydrolases (BSHs) dapat mengikat Clostridium difficile (C. perbedaan) Kolonisasi dengan mengubah asam empedu yang ada dan membentuk kelas baru asam empedu dalam lingkungan mikroba usus. Pekerjaan tersebut dapat mengarah pada probiotik “perancang” yang melindungi dari penyakit dengan memasukkan BSH spesifik ke dalam usus setelah perawatan antibiotik.

Memilih kelompok bakteri penghasil BSH yang tepat sangat penting, karena penelitian menemukan bahwa interaksi antara BSH dan asam empedu bervariasi tergantung pada jenis bakteri asal BSH.

Bakteri tertentu dalam mikrobiota usus mengandung enzim BSH, yang secara kimia mengubah asam empedu. Asam empedu dibuat di hati dan berperan penting dalam mengatur kadar kolesterol, mengatur penyerapan lemak, membentuk sistem kekebalan tubuh, dan mempengaruhi bakteri yang dapat menjajah usus.

Meskipun para peneliti telah lama mencurigai hubungan antara BSH dari bakteri menguntungkan, kumpulan asam empedu, komposisi mikroba usus dan kesehatan inang, sampai saat ini relatif sedikit yang diketahui tentang bagaimana fungsi BSH dan efek potensial mereka pada kesehatan inang.

Dogma lama – bahwa BSH sangat penting untuk kolonisasi usus karena membuat asam empedu beracun menjadi tidak beracun – menyederhanakan apa yang sebenarnya terjadi.

Casey Theriot, asisten profesor penyakit menular di North Carolina State University dan rekan penulis studi tersebut

“Kenyataannya adalah bahwa interaksi BSH bergantung pada konteks, yang berarti mereka dipengaruhi oleh jenis bakteri asalnya,” kata Theriot. “Dan mereka tidak hanya berinteraksi dengan asam empedu yang diproduksi oleh inang. BSH dalam mikroorganisme dapat membuat dan berinteraksi dengan asam empedu kelas baru yang disebut asam empedu terkonjugasi mikrobial (MCBA) — asam empedu yang tidak kita ketahui keberadaannya sampai sekarang. “

Dalam studi baru, Theriot memimpin tim penelitian kolaboratif yang mencakup ahli mikrobiologi, ahli kimia, ahli biokimia, dan dokter dari North Carolina State, University of North Carolina di Chapel Hill, dan UC San Diego dalam penyelaman mendalam ke BSH.

Secara khusus, mereka melihat ratusan BSH yang berbeda lactobacilli Bakteri (yang mencakup sebagian besar strain probiotik) kemudian memasukkan BSH dari mikrobiota usus (total sekitar 1000 BSH unik).

Matthew Redenbaugh, Kennan Distinguished Professor of Chemistry di College of Arts and Sciences di Chapel Hill University, dan kolega di departemen (dipimpin oleh mahasiswa pascasarjana Morgan Walker) berperan penting dalam mendefinisikan struktur BSH dan bagaimana mereka “memilih” untuk berinteraksi dengan asam empedu, dengan menambahkan atau menghilangkan asam amino tertentu.

“Kami menemukan tanda tangan molekul yang tepat yang menentukan apakah BSH akan ‘ke kiri’ atau ‘ke kanan’ dalam hal apa yang telah diproses,” kata Redenbaugh. “Mengetahui hal ini memungkinkan tim Casey mengarahkan kolam asam empedu ke arah mana pun yang mereka inginkan.”

Para peneliti menggunakan koktail lactobacillus BSH untuk melihat apakah mereka dapat mengubah kumpulan asam empedu cukup untuk berubah C. perbedaan Kolonisasi di setiap sampel tinja manusia yang dikumpulkan dari pasien yang rentan C. perbedaan infeksi (CDI) dan dalam model tikus CDI. Dalam sampel tinja manusia dan tikus, para peneliti melihat bahwa pra-perawatan dengan koktail BSH terpengaruh C. perbedaan kolonisasi. Menariknya, para peneliti mengamati peningkatan kadar MCBA dalam mikrobiota usus tikus yang diobati dengan BSH.

Untuk menentukan apakah MCBA juga terlibat dalam penghambatan C. perbedaan perkecambahan dan pertumbuhan, mereka menguji terhadap MCBA C. perbedaan di laboratorium. Dalam kebanyakan kasus, kehadiran MCBA mencegah beberapa langkah C. perbedaan lingkaran kehidupan.

“Ini adalah bukti lebih lanjut bahwa BSH mendorong perubahan dalam kumpulan asam empedu – termasuk pembuatan MCBA – yang dapat bertindak untuk menghambat C. perbedaankata Theriot. Kami telah menemukan fungsi baru untuk enzim BSH. “

“Pekerjaan ini menyoroti pentingnya BSH sebagai enzim usus utama dan terapi baru yang menjanjikan,” kata Matt Foley, seorang peneliti di NC State dan rekan penulis pertama studi tersebut. Menggunakan BSH dalam kombinasi dengan strategi lain dapat memberikan pendekatan baru untuk pengobatan C. perbedaan“

Para peneliti melihat pekerjaan sebagai langkah pertama menuju probiotik potensial yang dapat disesuaikan untuk melindungi dari berbagai infeksi bakteri dan penyakit usus. Namun pertama-tama, lebih banyak pekerjaan yang harus dilakukan untuk menentukan bagaimana dan mengapa BSH memutuskan MCBA mana yang akan diproduksi dan/atau ditargetkan.

“Ini adalah ilustrasi penting tentang bagaimana menguraikan dasar biokimia dan genetik dari fungsi probiotik mengarah pada pemahaman yang lebih baik tentang cara memerangi penyakit usus dengan cara baru, serta desain dan formulasi probiotik komersial generasi berikutnya,” kata Rudolf Barango. , Todd R. Klaenhammer Profesor Kehormatan dalam Penelitian Probiotik di NC State dan penulis studi yang sesuai.

Pekerjaan muncul di Mikrobiologi Alam Itu didukung oleh Institut Kesehatan Nasional, Yayasan Sains Nasional, Yayasan IFF, dan Badan Perlindungan Lingkungan AS. Pekerjaan pendeteksian MCBA dilakukan oleh Erin Baker, sebelumnya dari NC State dan saat ini di UNC-Chapel Hill, Alison Stewart dari NC State, dan Emily Gentry dan Peter Durstein dari UCLA.