Исследование безопасности и эффективности пересадки кишечной микробиоты дельфинам афалинам (Tursiops truncatus) с использованием метагеномного секвенирования

Ученые провели успешную инновационную процедуру пересадки кишечной микробиоты дельфинам-афалинам , страдающими желудочно-кишечными заболеваниями. Согласно отчету Национального фонда морских млекопитающих, один из дельфинов, который ранее проявлял признаки заболевания, смог прекратить прием медикаментов во время лечения и впоследствии вернуться к нормальному режиму аппетита и активности.

Этот проект был осуществлен при участии Национального фонда морских млекопитающих, Программы морских млекопитающих ВМС США, лаборатории Гилберта Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Франциско и Океанографического института Скриппса. Результаты исследования были опубликованы в статье под заглавием «Оценка безопасности и эффективности трансплантации фекальной микробиоты афалинам (Tursiops truncatus) с применением метагеномного секвенирования» в журнале «Прикладная микробиология».

Доктор Барб Линнехан, автор исследования, отметил, что дельфинов с признаками желудочно-кишечных заболеваний лечили путем трансплантации кишечной микробиоты, а изменения в их кишечной флоре анализировали с использованием метагеномного секвенирования.

 

Первоначальное исследование

Это  исследование представляет собой первый научный доклад о применении трансплантации фекальной микробиоты (FMT) у дельфинов, опубликованный в рецензируемой литературе. До настоящего момента было лишь несколько неформальных отчетов о применении FMT у морских млекопитающих, и не существовало стандартизированных методов безопасного отбора доноров, эффективного применения или контроля результатов.

Доктор Линнехан: «Эта работа является значимой для ветеринарного сообщества, поскольку она представляет новую терапевтическую альтернативу, не требующую применения антибиотиков, для эффективного лечения желудочно-кишечных заболеваний у китообразных. Она также описывает безопасный и эффективный протокол изменения кишечной микрофлоры у животных с дисбиозом . Нам было важно проявить максимальную осторожность и тщательность, чтобы гарантировать безопасность дельфинов, что являлось нашим главным приоритетом. Работая над постоянным развитием медицины морских млекопитающих, мы запустили этот пилотный проект, расширяя границы в области, которая еще не была полностью изучена. Трансплантация фекальной микробиоты имеет множество потенциальных применений помимо лечения желудочно-кишечных заболеваний, и данная терапия открывает много новых перспектив для исследований.»

 

Альтернатива без антибиотиков

Желудочно-кишечные расстройства широко распространены у многих животных, включая дельфинов, как в дикой, так и в управляемой среде. FMT представляет собой альтернативный метод, не требующий применения антибиотиков, направленный на восстановление здоровой кишечной микрофлоры у животных с дисбиозом. В то время как существует обширная литература о применении FMT в медицине человека, публикаций о применении FMT у ветеринарных пациентов, в том числе у дельфинов, на сегодняшний день очень мало.

Идея этого проекта возникла в результате сотрудничества доктора Морин Кэрролл, ветеринарного терапевта, и доктора Барб Линнехана, специалиста по морским млекопитающим, которая была наставником доктора Кэрролл во время ее ветеринарной стажировки. Доктор Кэрролл успешно применяла FMT для лечения собак с заболеваниями желудочно-кишечного тракта в Медицинском центре Энджелл в Бостоне.

Когда доктор Линнехан столкнулась с дельфином ВМФ, страдающим дисбиозом, она обратилась к доктору Кэрроллу за помощью в адаптации протокола FMT для применения у дельфинов, исходя из человеческих и ветеринарных стандартов.

Первый дельфин ВМФ, которому была проведена FMT, показал значительное улучшение и больше не нуждался в медикаментах для лечения желудочно-кишечных расстройств. Успех этого первого пилотного случая послужил толчком для создания этого клинического проекта в сотрудничестве с Лабораторией Гилберта для более формального исследования научных основ FMT у дельфинов.

 

Микробная среда кишечника

Исследовательская группа сначала проанализировала основной состав бактерий в образцах фекалий дельфинов перед вмешательством FMT.

Доктор Линнехан:»Мы сравнили состояние кишечной микробной флоры у дельфинов-получателей, имеющих историю использования антибиотиков и страдающих желудочно-кишечными заболеваниями, с микробной флорой здоровых дельфинов-доноров. С помощью метагеномного анализа и сравнения этих двух групп дельфинов, нас интересовало, существует ли определенный профиль кишечной микробной флоры у здоровых дельфинов по сравнению с больными дельфинами. На этой стадии мы обнаружили, что каждый дельфин имел сильно отличающийся состав микробной флоры, и не было явного шаблона в распределении определенных видов микроорганизмов, который можно было бы использовать для отличия больных от здоровых дельфинов — каждый дельфин имел уникальный микробный состав. Однако были выявлены также общие ‘ключевые’ виды микроорганизмов, которые присутствовали у большинства дельфинов, включая неожиданный штамм бактерий из рода Candidatus Kryptonia, который обычно связывают с геотермальными источниками».

 

Восемь процедур

Далее исследователи провели восемь процедур FMT на четырех дельфинах-получателях, используя строго отобранные фекалии здоровых дельфинов-доноров и вводя их трансректально получателям. Доктор Линнехан: «Важно отметить, что мы не наблюдали никаких побочных эффектов у получателей. С помощью метагеномики дробовика мы также установили присутствие новых видов микроорганизмов донора в микробной флоре получателя после FMT. Уровень адаптации трансплантата различался у каждого дельфина-получателя. У дельфина, страдавшего от заболевания в начале FMT, была самая выраженная реакция: ему удалось полностью отказаться от лекарств, и его аппетит и активность восстановились к норме во время лечения. Улучшение клинических показателей дельфина совпало с увеличением микробного разнообразия после процедуры FMT. В рамках этого проекта мы также разработали эффективный протокол для хранения фекалий здоровых дельфинов-доноров с целью последующего использования. Это оказалось очень полезным, поскольку у нас теперь есть запас фекалий здоровых дельфинов, из которого мы можем черпать при необходимости».

 

По словам доктора Линнехана, эта работа стала важным первым шагом и основой для будущих исследований, на которые можно будет опираться для развития научных знаний о микробной среде кишечника дельфинов и применения FMT. Они показали, что FMT можно безопасно проводить у дельфинов и что оно может быть очень эффективным у животных с желудочно-кишечными заболеваниями и дисбиозом.

Поскольку вопросы сопротивления к антибиотикам и управление ими остаются актуальными в медицинском мире, применение этой альтернативы без антибиотиков в качестве терапевтического средства может быть полезным для ветеринаров, специализирующихся на обслуживании морских млекопитающих. Эти методы и инструменты также могут быть применены к диким животным в условиях реабилитации, включая дельфинов, находящихся под угрозой исчезновения.

Это исследование было лишь началом в изучении применения FMT и изменений микрофлоры кишечника у дельфинов со временем. Поскольку это было небольшое клиническое исследование, которое было прервано глобальной пандемией, будущие исследования с более крупными выборками и на протяжении более длительного периода времени необходимы.

Также будет интересно изучить изменения в микробиоме кишечника при различных рационах (например, разных видах рыбы), в разное время года или под влиянием других внешних факторов, таких как качество воды в окружающей среде. Существует множество возможностей исследовать применение FMT для лечения расстройств, не связанных с желудочно-кишечным трактом, выявленных у других видов, включая поведенческие расстройства или продление продолжительности жизни.

 

По материалам: academic.oup.com

Вам понравилась статья?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

1 комментарий к “Исследование безопасности и эффективности пересадки кишечной микробиоты дельфинам афалинам (Tursiops truncatus) с использованием метагеномного секвенирования

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *