دانشمندان در سئول ۱۵ گونه باکتری رودهای را شناسایی کردهاند که با بیماری عروق کرونر قلب (CAD) ارتباط دارند. این پژوهش نشان میدهد تغییر در ترکیب و عملکرد میکروبهای روده میتواند باعث التهاب، استرس متابولیک و پیشرفت بیماری قلبی شود.
نکته جالب این است که حتی باکتریهای معمولاً «مفید» مانند Faecalibacterium prausnitzii و Akkermansia muciniphila نیز ممکن است در شرایط خاص نقش مضر پیدا کنند.
پژوهشگران همچنین دریافتند برخی از باکتریهای خانواده Lachnospiraceae میتوانند دوگانه عمل کنند، برخی محافظ و برخی مضر. هدف نهایی این تیم، توسعهی درمانهای دقیق و مداخلات تغذیهای یا میکروبی برای پیشگیری از بیماری قلبی است.
ارتباط عجیب باکتری روده با بیماری شریان کرونری (CAD)
تحقیقات جدید نشان میدهد، عدم تعادل میکروبی در روده میتواند خطر حملات قلبی را افزایش دهد.
بر اساس یک مطالعه پیشگامانه که در مجله علمی mSystems منتشر شده است، میکروبهای روده تنها بر گوارش تأثیر نمیگذارند، بلکه نقش مستقیمی در توسعه بیماری شریان کرونری (CAD)، یکی از شایعترین علل بیماریهای قلبی، دارند. این یافتهها مسیرهای جدیدی را برای تشخیص زودهنگام و درمانهای هدفمند باز میکنند.
یافتههای کلیدی:باکتری روده خوب کم وباکتری روده بد زیاد!
محققان با استفاده از تکنیک پیشرفته ژنومهای مونتاژ شده از متامژنوم (MAGs)، توانستند تفاوتهای دقیق در جامعه میکروبی بیماران CAD را شناسایی کنند:
- افزایش عوامل التهابزا: خانوادهای از باکتریها به نام Lachnospiraceae که با تولید ترکیب مضر TMAO (مادهای که در تصلب شرایین نقش دارد) مرتبط هستند، به طور قابل توجهی در بیماران CAD غنیتر شده بودند.
- کاهش مدافعان سلامت: باکتریهای مفید تولیدکننده اسیدهای چرب با زنجیره کوتاه (SCFA) مانند Faecalibacterium prausnitzii و Slackia isoflavoniconvertens که خاصیت ضدالتهابی دارند، در این بیماران کاهش یافته بودند. این عدم تعادل، زمینهساز التهاب سیستمیک و اختلال متابولیکی است.
- تغییر در کارخانه متابولیکی روده: در بیماران CAD، مسیرهای متابولیکی خاصی مانند چرخه اوره به طور غیرمعمولی فعال بودند، که نشاندهنده تغییر عمیق در نحوه پردازش مواد مغذی توسط میکروبها است.
- نقش محافظتی سویههای خاص: نکته جالب اینجاست که تجزیه و تحلیل در سطح سویه نشان داد، سویههای F. prausnitzii موجود در افراد سالم، فاقد ژنهای تولیدکننده TMA بودند، که بر نقش محافظتی این سویه در برابر CAD تأکید میکند.
آینده پزشکی دقیق: تشخیص و درمان با میکروبیوم
این مطالعه نه تنها ارتباط بین روده و قلب را تقویت میکند، بلکه ابزارهای قدرتمندی برای آینده فراهم میسازد:
محققان توانستند با استفاده از امضاهای میکروبی و متابولیتها، یک مدل هوش مصنوعی با دقت بالا (AUC 0.89) برای طبقهبندی بیماران CAD ایجاد کنند.
این موفقیت نشان میدهد که میکروبیوم روده یک هدف دارویی بالقوه است. با هدف قرار دادن و اصلاح این جمعیتهای باکتریایی، میتوان در آینده استراتژیهای درمانی جدید و دقیقتری برای کاهش خطر بیماریهای قلبی-عروقی و بهبود سلامت قلب توسعه داد.
میکروبیوتای روده به عنوان یک عامل حیاتی و تأثیرگذار بر خطر بیماریهای قلبی-عروقی (CVD)، به ویژه توسعه بیماری شریان کرونری (CAD)، ظهور کرده است.
ما با استفاده از توالییابی شاتگان متامژنوم مدفوع، امضاهای میکروبیوتای روده مرتبط با CAD را بررسی کرده و از طریق بازسازی ژنوم مونتاژ شده از متامژنوم (MAG)، بینشهایی در سطح سویه (Strain-resolved) ارائه کردیم. ما ۱۴ بیمار مبتلا به CAD و ۲۸ فرد سالم همسانسازی شده بر اساس امتیاز تمایل (Propensity Score-Matched) را مورد تجزیه و تحلیل قرار دادیم.
در بلاگ نوترکیب بیشتر بخوانید:
یافتههای کلیدی
- تغییرات تاکسونومیک: تجزیه و تحلیل فراوانی افتراقی، ۱۵ گونه باکتریایی مرتبط با CAD را شناسایی کرد.
- اعضای خانواده Lachnospiraceae، که قبلاً با تولید تریمتیلآمین-ان-اکسید (TMAO) مرتبط بودند، به طور قابل توجهی در بیماران CAD غنیتر شده بودند.
- در مقابل، باکتریهای تولیدکننده اسیدهای چرب با زنجیره کوتاه (SCFA) مانند Slackia isoflavoniconvertens و Faecalibacterium prausnitzii کاهش یافته بودند، که این موضوع به التهاب با واسطه روده و اختلال در تنظیم متابولیسم اشاره دارد.
- مسیرهای متابولیکی: تجزیه و تحلیل مسیرهای متابولیکی نشاندهنده غنیسازی قابل توجه چرخه اوره و بیوسنتز L-سیترولین در موارد CAD بود که باکتریهای Alistipes و Coprococcus به عنوان مشارکتکنندگان کلیدی شناسایی شدند.
- متابولیتها: در میان متابولیتهای پیشبینیشده، سطح اینوزین (Inosine)، که در شل شدن شریان کرونری نقش دارد، در بیماران CAD افزایش یافته بود، در حالی که C18:0e MAG و آلفا-موریکولات کاهش داشتند.
- مدل پیشبینی: یک مدل یادگیری ماشین (Random Forest) با ادغام ویژگیهای تاکسونومیک و متابولیتها، به میانگین AUC 0.89 برای طبقهبندی CAD دست یافت.
- بینش سویهای (Strain-Resolved):
- MAGهای مشتق شده از CAD، امضاهای متابولیکی مرتبط با دیسبیوز التهابی و اختلال عملکرد قلبی-عروقی (مانند غنیسازی تثبیت N2 و کاهش سولفیت) را نشان دادند.
- MAG سویه F. prausnitzii از گروه کنترل، حامل ژن mtxB (ژن غیرتولیدکننده تریمتیلآمین) بود، که نقش محافظتی بالقوه آن را در پاتوفیزیولوژی CAD مطرح میکند.
این یافتهها بینشهایی را در مورد تغییرات میکروبی روده در CAD فراهم کرده و اهداف بالقوه برای مداخلات درمانی مبتنی بر میکروبیوم را جهت کاهش خطر CVD برجسته میسازند.
اهمیت
میکروبیوتای روده نقشی محوری در بیماریهای قلبی-عروقی ایفا میکند؛ با این حال، سهم خاص آن در بیماری شریان کرونری (CAD) همچنان نیازمند بررسی بیشتر است.
این مطالعه، امضاهای میکروبی مشخصی را شناسایی کرد که با CAD مرتبط هستند؛ از جمله غنیسازی تاکسونهای باکتریایی پیشالتهابی و کاهش باکتریهای تولیدکننده اسیدهای چرب با زنجیره کوتاه، که ممکن است به التهاب سیستمیک و اختلال در تنظیم متابولیسم کمک کنند.
اختلالات در مسیرهای کلیدی، مانند چرخه اوره و گلیکولیز، ارتباطات متابولیکی بین میکروبیوتای روده و CAD را نشان میدهد. علاوه بر این، تجزیه و تحلیل مبتنی بر ژنومهای مونتاژ شده از متامژنوم (MAG)، ناهمگونی عملکردی در سطح سویه را آشکار کرد که تعاملات میزبان-میکروب را شکل داده و ممکن است در پاتوفیزیولوژی CAD نقش داشته باشد.
این یافتهها بینشهای جدیدی در مورد دیسبیوز (Dysbiosis) روده در CAD ارائه داده و پتانسیل استراتژیهای درمانی هدفمند میکروبیوم را در پزشکی دقیق برجسته میسازد.
