Постоянная колонизация и размножение потенциально патогенных организмов в кишечнике может быть следствием длительного приема антибиотиков или воспалительных заболеваний и может способствовать сохранению дисрегуляции иммунитета и повреждению тканей.
Грамотрицательные энтеробактерии, такие как Escherichia и Klebsiella, стали важными нозокомиальными патогенами с множественной лекарственной устойчивостью, терапевтические возможности для которых ограничены. Для лечения энтеробактерий с множественной лекарственной устойчивостью часто используются антибиотики широкого спектра действия, что может еще больше усугубить дисбиоз и, таким образом, ухудшить колонизационную резистентность. В дополнение к лечению антибиотиками, воспалительные заболевания также предрасполагают к размножению энтеробактерий.
Действительно, воспалительные заболевания кишечника (ВЗК) часто связаны с дисбиозом и обогащением Enterobacteriaceae, а персистенция Enterobacteriaceae способствует сохранению кишечного воспаления и нозокомиальных инфекций с участием других микроорганизмов. Более того, размножение Enterobacteriaceae в кишечнике является одним из основных факторов риска развития системной инфекции и связано с повышением уровня смертности. Несколько клинических и доклинических исследований показали, что трансплантация фекальной микробиоты (ТФМ) эффективна для снижения уровня Enterobacteriaceae в кишечнике. Таким образом, манипуляции с микробиотой кишечника представляют собой перспективный подход к лечению ВЗК и инфекций с множественной лекарственной устойчивостью. Тем не менее, терапия ТФМ демонстрирует неоднозначные результаты, вызывает опасения по поводу безопасности и непрактичности производства из-за присущей ей вариабельности от партии к партии. Преодоление этих ограничений требует идентификации конкретных бактерий или консорциумов, способных деколонизировать Enterobacteriaceae, и выяснения механизмов их действия.
В данном исследовании мы выделили и отсеяли консорциумы комменсальных бактерий из образцов стула здоровых людей, которые могут сильно и специфически подавлять кишечные Enterobacteriaceae. Эта F18-смесь оказывает мощное антиэнтеробактериальное действие, вероятно, через множество механизмов, хотя в основном за счет ограничения доступности питательных веществ и изменения экологических ниш в кишечнике. Каждый член микробиоты обладает уникальной программой питания, которая, в свою очередь, определяет локальную доступность питательных веществ и, следовательно, определение ниши.
Наши результаты, а также результаты предыдущих исследований свидетельствуют о том, что Enterobacteriaceae имеет иерархию углеродных предпочтений, причем глюконат является одним из наиболее предпочтительных источников углерода для роста в кишечнике. Когда F18-смесь ограничивает доступ к глюконату, Klebsiella компенсирует это за счет метаболического переключения на использование других, нежелательных источников углерода. Однако вполне вероятно, что F18-смесь может также эффективно потреблять некоторые из этих альтернативных источников углерода, тем самым еще больше ограничивая доступность питательных веществ для Klebsiella.
Несмотря на то, что для полного выяснения правил эффективной конкуренции, включая другие пищевые зависимости, роль межвидовых взаимодействий, регуляцию углеводного обмена комменсальными бактериями в различных отделах кишечника и влияние пищевых компонентов, необходимы дополнительные исследования, наши результаты закладывают прочную основу для разработки микробиоты, направленной на подавление патобионтов Enterobacteriaceae с помощью экологического контроля. В целом, штаммы F18 представляют собой перспективного кандидата для клинической разработки в качестве живого биотерапевтического продукта для лечения распространенных инфекционных и воспалительных заболеваний.
