Penyakit radang usus (IBD) adalah gangguan pencernaan kronis yang menyebabkan peradangan usus. Meskipun penyebab pasti IBD tidak diketahui, beberapa faktor yang menyebabkan penyakit ini telah diidentifikasi. Faktor-faktor ini terkait dengan usia, sistem kekebalan tubuh, genetika, dan lingkungan. Salah satu faktor kunci di balik manifestasi IBD adalah dysbiosis mikroba usus.
Studi: Mikrobiota Usus Kehidupan Awal Mengatur Kerentanan terhadap Kolitis melalui Lipid Eter yang Berasal dari Mikroba. Kredit Gambar: Design_Cells / Shutterstock
Latar belakang
Usus yang sehat terdiri dari keragaman anaerob obligat dan kadar oksigen yang rendah. Sebaliknya, individu dengan IBD menunjukkan spesies oksigen reaktif (ROS) dan nitrogen tingkat tinggi. Peradangan usus memicu peningkatan oksigenasi kolon, yang menyebabkan ketidakseimbangan populasi bakteri pada populasi bakteri aerob dan anaerob.
Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bagaimana anaerob obligat, seperti Clostridium butyricum dan Bifidobacterium, dan metabolitnya mempengaruhi lingkungan kolon pada IBD. Sebagaimana dinyatakan di atas, ketidakseimbangan mikroba usus hadir pada pasien IBD, yang telah dikaitkan dengan peningkatan anaerob fakultatif dan penurunan anaerob fakultatif.
Plasmalogen adalah bentuk umum dari lipid eter yang didistribusikan secara luas pada bakteri dan hewan anaerob. Ini terlibat dengan pensinyalan dan perlindungan terhadap ROS dan struktur membran. Meskipun sintase plasmalogen (pls) telah dikaitkan dengan sebagian besar anggota mikrobioma usus, ada kelangkaan informasi mengenai bakteri penghasil plasmalogen dalam mikrobiota usus.
Baru-baru ini, plasmalogen telah ditemukan pada bakteri anaerobik dan aerobik fakultatif. Ada kebutuhan untuk mengkarakterisasi komunitas bakteri dari spesies plasmalogen-positif dengan lebih baik (pls [PlsA/R]-positif) dan jelaskan fungsinya terkait dengan penyakit radang usus untuk mengidentifikasi target terapi.
Fosfolipid terkait eter telah ditemukan mempengaruhi ferroptosis, yang berhubungan dengan regulasi penyakit usus. Namun, beberapa penelitian telah dilakukan untuk memahami perubahan mikrobioma usus yang berkaitan dengan usia, yaitu dari masa dewasa muda ke tahap dewasa dewasa, yang memengaruhi kesehatan usus.
Tentang Studi
Sebuah studi jurnal Penelitian baru-baru ini menyelidiki peran mikrobiota yang terkait dengan jalur biosintetik plasmalogen anaerobik dalam membangun homeostasis usus. Studi ini berhipotesis bahwa kehadiran pls [PlsA/R]Spesies bakteri -positif dan plasmalogen memberikan homeostasis usus yang berharga di awal kehidupan.
Sampel tinja dari sembilan belas pasien IBD dan dua belas orang sehat diperoleh. Individu pria dan wanita yang memiliki kolitis ulserativa aktif direkrut. Usia peserta berkisar antara 10 hingga 30 tahun.
Untuk percobaan hewan, model tikus digunakan. Tikus menjadi sasaran siklus terang / gelap selama 12 jam dengan akses gratis ke makanan dan air. Kolitis diinduksi pada tikus dengan dextran sulfate sodium (DSS). Sekelompok tikus tanpa kolitis dianggap sebagai kontrol.
Temuan Studi
Studi ini sebagian besar berfokus pada lipid eter penghasil bakteri karena jalur biosintesis anaerob mereka yang unik terkait dengan pengaturan perubahan mikrobiota usus awal kehidupan pada kolitis. Insiden kolitis dikaitkan dengan tingkat ROS yang tinggi dan penurunan populasi bakteri anaerob.
Studi sebelumnya telah menunjukkan bahwa lipid eter, seperti plasmalogens, berfungsi sebagai molekul pemulung ROS dan antioksidan endogen untuk mempromosikan ferroptosis. Penelitian ini menentukan hubungan antara perubahan struktur mikroba usus, ferroptosis, dan perkembangan kolitis.
Bakteri anaerob penghasil lipid eter, yang ditemukan pada tahap awal kehidupan pasien atau tikus dengan IBD, dikarakterisasi. Diamati bahwa perubahan lipid terkait eter, menandakan karena disbiosis bakteri anaerob usus, meningkatkan risiko ferroptosis dan kolitis.
Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa terapi antibiotik menggunakan neomycin, metronidazole, atau ciprofloxacin, mencegah timbulnya kolitis. Penurunan peradangan kolon diamati pada tikus bebas kuman (kontrol) dan mereka yang menerima pengobatan antibiotik pada usia 18 minggu; Namun, penurunan fungsi penghalang terjadi. Namun demikian, ketika tikus berusia 8 minggu menjadi sasaran pengobatan antibiotik yang sama, kolitis yang parah diamati. Pengamatan kontradiktif ini terjadi karena disbiosis mikroba usus terkait usia, yang menginduksi patogenesis peradangan usus.
Khususnya, penelitian saat ini mendokumentasikan bahwa penipisan mikrobiota awal kehidupan karena pengobatan koktail antibiotik mengintensifkan kolitis yang diinduksi DSS. Sebaliknya, penipisan mikrobiota paruh baya menyebabkan penurunan gejala klinis kolitis pada tantangan DSS. Temuan ini sejalan dengan laporan sebelumnya yang menunjukkan dysbiosis mikroba awal kehidupan pada anak anjing meningkatkan risiko kolitis di kemudian hari. Kejadian ini bisa disebabkan oleh berbagai sebab. Salah satu penjelasannya adalah efek pengobatan antibiotik awal kehidupan yang menyebabkan disbiosis mikroba, menyebabkan penurunan sifat sitoprotektif sel epitel kolon dari bakteri spesifik dan metabolitnya (misalnya, asam empedu sekunder dan asam lemak rantai pendek).
Berdasarkan pengurutan 16S rRNA, terlihat bahwa mencit muda mengandung spesies plasmalogen-positif yang lebih tinggi di usus besar dibandingkan dengan mencit dewasa dewasa. Penurunan bakteri penghasil plasmalogen kolon dan kadar plasmalogen berkorelasi dengan penurunan turunan dimetil-asetal (DMA) dalam isi usus besar tikus kolitis yang diinduksi DSS. Kadar plasmalogen tinja yang lebih rendah dan penurunan kadar fosfolipid terkait eter diamati pada tikus yang kekurangan mikrobiota.
Kesimpulan
Studi saat ini mengidentifikasi mikroba penting untuk mikrobiota usus sehat awal kehidupan yang dapat mengurangi risiko kolitis di kemudian hari. Plasmalogens memainkan peran penting dalam perkembangan kolitis. Mereka dapat melemahkan respons peradangan dan mengembalikan kerentanan kolitis yang meningkat pada tikus yang kekurangan bakteri anaerob. Di masa depan, mekanisme yang mendasari mikrobiota plasmalogen-positif untuk menjaga kesehatan usus harus dijelaskan.