O revizuire recentă explorează modul în care cercetătorii identifică cele mai influente bacterii intestinale și cum dietele țintite, probioticele și prebioticele ar putea ajuta la restabilirea microbiomului perturbat.
O revizuire recentă publicată în jurnalul npj Biofilms and Microbiomes a rezumat progresele recente în identificarea bacteriilor cheie din intestin și a intervențiilor dietetice țintite pentru restabilirea homeostaziei intestinale.
Structura și funcția microbiotei intestinale sunt influențate semnificativ de specii specifice, cunoscute sub numele de taxa cheie, care sunt esențiale pentru stabilitatea ecosistemului intestinal. Totuși, taxa cheie este, de asemenea, implicată în patogeneza și progresia mai multor boli, făcându-le ținte promițătoare pentru intervenții terapeutice. În această revizuire, autorii au explorat progresele în identificarea bacteriilor cheie și au conturat intervențiile dietetice țintite.
Studiile de asociere a bolilor leagă caracteristicile microbiene de fenotipurile gazdelor și identifică taxa asociate cu recuperarea, dar se confruntă cu dificultăți în a distinge între corelație și cauzalitate. În plus, acestea se bazează pe studii extinse și consumatoare de resurse, ceea ce poate limita reproducibilitatea. Între timp, analizele rețelelor de co-ocurență oferă metode eficiente pentru identificarea taxelor foarte conectate și pentru a deduce interacțiunile, deși acestea tind să fie părtinitoare față de taxele mai abundente.
Modelele dinamice (de exemplu, modelul Lotka-Volterra) extind analiza dincolo de corelațiile statice, dar sunt predispuse la corelații false și au dificultăți în a deduce parametrii din datele de tip serie temporală. În plus, aceste modele se concentrează pe dinamica populației și sunt adesea restricționate la taxele suficient de abundente, reducând astfel șansele de a detecta taxa cheie cu impact ridicat, dar mai puțin abundente.
Modelele emergente de învățare profundă și învățare automată sunt eficiente în identificarea modelelor complexe și în evaluarea impactului speciilor, indiferent de abundanța acestora. Totuși, acestea necesită seturi de date mari și de înaltă calitate pentru antrenare, iar natura lor de tip „cutie neagră” poate, de asemenea, să obscureze inferențele biologice. Este important de menționat că speciile identificate în sisteme model sintetice pot să nu aibă același rol în vivo, deoarece alte taxe pot compensa pentru funcția lor.
Prin urmare, rolul bacteriilor cheie candidate ar trebui să fie determinat cauzal in vitro prin co-culturi și knockout-uri genetice și validat in vivo prin transplanturi de microbiota fecală sau modele animale gnotobiotice. În plus, traducerea clinică necesită dovezi că modularea țintită a bacteriilor cheie prin dietă, probiotice sau prebiotice rezultă în rezultate benefice în studiile umane.
Compoziția dietetică influențează direct pH-ul luminal, creând astfel un mediu selectiv pentru bacteriile cheie. Dietele bogate în proteine promovează schimbări alcaline, favorizând creșterea Bacteroides și Proteobacteria. Aceste diete activează, de asemenea, decarboxilaza acidului glutamic, care reduce concentrația ionilor de hidrogen intracelulari, suprimând astfel bacteriile acidofile, de exemplu, Streptococcus thermophilus și Lactobacillus.
Citeste restul articolului pe ewell.ro