Biofilmin muodostumiskyky

Tämä merkkiarvo arvioi mikrobiomisi geneettistä potentiaalia muodostaa biofilmejä. Biofilmi on tiivis ja limainen rakenne, eräänlainen "linnoitus", jonka bakteerit rakentavat suojautuakseen. Vaikka ohut biofilmiKERROS on normaali terveessä suolistossa, oportunististen bakteerien liiallinen kyky muodostaa sitä tarkoittaa, että patogeenit voivat tulla äärimmäisen vastustuskykyisiksi antibiooteille ja omalle immuunijärjestelmällesi, mikä ylläpitää kroonista tulehdusta.

Kuvittelemme usein bakteerien kelluvan vapaasti suolistossamme. Todellisuudessa bakteerit kuitenkin mieluummin elävät yhteisöissä, kun ne tuntevat olonsa uhatuksi tai haluavat vallata alueen.

Tähän tarkoitukseen ne kiinnittyvät suolen seinämään ja alkavat erittää tahmeaa sokereiden, proteiinien ja DNA:n seosta, joka tunnetaan nimellä ekstrasellulaarinen matriisi (EPS). Kun ne käpertyvät tämän tiiviin liman sisään, ne muodostavat biofilmin.

Tämän kerroksen sisällä bakteerit kommunikoivat keskenään (prosessi, jota kutsutaan kvorumtunnistukseksi) ja jakavat ravinteita. Kliininen ongelma syntyy, kun haitalliset bakteerit tai hiivat (kuten Candida) rakentavat näitä biofilmejä. Kun matriisi kovettuu, se toimii kilpenä: se estää puolustusjärjestelmäsi valkosoluja syömästä niitä ja estää fyysisesti antibioottien tai luonnollisten antimikrobisten aineiden pääsyn.

Biofilmin muodostuskyvyn ylivoimaisuus muuntaa väliaikaiset suoliston epätasapainot kroonisiksi ja parantumattomiksi sairauksiksi:

• Hoitoresistenssi (toistuvat infektiot): Biofilmin sisään suojatut bakteerit voivat olla jopa 1 000 kertaa vastustuskykyisempiä antibiooteille kuin vapaat bakteerit. Tämä selittää, miksi monet henkilöt, joilla on SIBO tai C. difficile -infektioita, sairastuvat jatkuvasti pian hoidon päättymisen jälkeen; antibiootti tappoi vapaat bakteerit, mutta biofilmissä olevat selviytyivät ja alkoivat jälleen lisääntyä.
• Tulehduksellinen suolistosairaus (IBD): Tutkimukset ovat osoittaneet, että Crohnin tautia ja haavaarista koliittia sairastavilla potilailla on epätavallisen tiheitä bakteerien biofilmejä kiinnittyneenä suoraan suolen limakalvoon. Nämä linnoitukset aiheuttavat jatkuvasti biologista kitkaa ja vapauttavat toksiineja, pitäen suolen seinämän ikuisessa tulehduksen ja verenvuodon tilassa.
• Malabsorptio ja estetoiminnan häiriö: Paksu patogeeninen biofilmi toimii esteenä suoliston nukkien päällä, estäen fyysisesti ravintoaineiden (vitamiinien, kivennäisaineiden) imeytymistä ja häiriten terveellisen limakerroksen tuotantoa, joka sen pitäisi suojata suoltasi.

Biofilmin muodostumiskyvyn arviointi suoritetaan Shotgun metagenomiikan avulla kvantifioimalla geneettinen potentiaali solunulkoisen matriisin synteesiin ja Quorum Sensing -signalointiin.

Bioinformatiikkaputkemme kartoittaa biofilmin rakenteelle välttämättömien geenisukujen runsauden. Arvioimme keskeisiä operoneja, kuten pgaABCD (poly-N-asetyyliglukosamiiniadhesiinin synteesi), geenejä amyloidirakenteiden, kuten curli, tuotantoon, bakteerien alginaattisynteesigeenejä ja luxS-geeniä (kriittinen Quorum Sensingille ja lajien väliselle viestinnälle). Taksonomisesti tämä tieto ristiinnotetaan tunnettujen, sitkeiden biofilmien muodostajien patobionttien kuormituksen kanssa (adherentti-invasiivinen Escherichia coli (AIEC), Klebsiella, Pseudomonas ja Candida albicans).

Matala tai normaali taso viittaa ekosysteemiin, joka on pääasiassa planktoninen tai sisältää hienojakoisia kommensaalibiofilmejä. Tämä lisää herkkyyttä ruokavaliotoimenpiteille. Korkeat tasot viittaavat lisääntyneeseen arkkitehtoniseen potentiaaliin patogeenien juurtumiselle. Jos kärsit toistuvista infektioista, tavanomaiset antimikrobihoidot epäonnistuvat. Strategia vaatii ennakoivaa tai samanaikaista "Biofilmin Hajotus" -vaihetta. Tämä sisältää systeemisisten proteolyyttisten entsyymien (kuten Nattokinaasi, Serratiopeptidaasi, Lumbroliini), matriisia epävakauttavien metallikelaattien (kuten EDTA) tai voimakkaiden limaa irrottavien aineiden, kuten N-asetyylikysteiinin (NAC), käytön, jota seuraa kohdennetut antimikrobialueet ja kilpailullinen uudelleenasuttaminen.