Bacteriile intestinale ar putea explica oboseala ce precede boala
Cercetătorii au descoperit că, chiar și în rândul adulților sănătoși, oboseala a fost asociată cu modificări ale microbiomului intestinal, niveluri mai scăzute de metaboliti energetici și patternuri care s-au suprapus cel mai puternic cu seturile de date referitoare la ME/CFS și tulburările psihice.
Într-un studiu recent publicat în revista Scientific Reports, cercetătorii au examinat asociațiile dintre microbiomul intestinal, metabolitii fecali și oboseală în rândul adulților japonezi.
Dysbioza, adică dereglementarea microbiomului intestinal, a fost observată în multiple boli, inclusiv schizofrenie, depresie și ME/CFS. Deoarece dysbioza este frecvent întâlnită la persoanele cu tulburări psihice, schimbările în microbiomul intestinal ar putea să apară plauzibil în stadiul preboală. Prin urmare, explorarea caracteristicilor microbiene intestinale la persoanele sănătoase care prezintă oboseală poate ajuta la dezvoltarea unor strategii viitoare de prevenire și stratificare a riscurilor.
În cadrul studiului, cercetătorii au investigat asociațiile dintre microbiomul intestinal și oboseală. Au recrutat 50 de angajați japonezi sănătoși între 2019 și 2021; participanții au completat Chestionarul de Oboseală Chalder (CFQ), Scala de Somnolență Epworth (ESS) și Indexul Calității Somnului Pittsburgh (PSQI). Subiecții au colectat probe fecale pentru secvențierea shotgun a întregului genom, analiza acizilor organici și analiza metabolomică.
Acizii organici din mostrele fecale au fost cuantificați prin cromatografie lichidă de înaltă performanță. Compoziția taxonomică la nivel de specii a fost determinată, iar profilarea taxonomică a fost realizată la nivel de specii și gen. Diversitatea alfa a fost evaluată folosind bogăția speciilor și indicii de uniformitate Simpson, Shannon și Pielou. De asemenea, a fost realizată o analiză a coordonatelor principale (PCoA) bazată pe disimilitudinea Bray-Curtis pentru a compara grupurile cu și fără oboseală.
În total, 16 participanți au raportat oboseală (CFQ ≥ 17) și au prezentat scoruri mai mari la ESS și PSQI decât grupul fără oboseală. Indicele de masă corporală a fost semnificativ diferit între grupurile cu și fără oboseală și a fost tratat ca un potențial factor de confuzie în analizele multivariable ulterioare. Nu s-au observat diferențe semnificative în diversitatea alfa sau în diversitatea beta bazată pe PCoA între grupuri, deși analiza Bray-Curtis a arătat o disimilitudine interindividuală mai mare în cadrul grupului cu oboseală.
Profilarea taxonomică a identificat 945 de specii, 405 genuri și 15 filo în toate probele fecale. Grupul cu oboseală a avut o abundență semnificativ mai mare a șase genuri comparativ cu grupul fără oboseală. În schimb, grupul fără oboseală a avut 11 genuri care erau semnificativ mai abundente decât cele din grupul cu oboseală. De asemenea, 10 specii din grupul cu oboseală și 17 din grupul fără oboseală au fost semnificativ mai abundente.
Analiza metabolomică a identificat 110 metaboliti și 11 acizi organici în probele fecale. Grupul cu oboseală a avut niveluri semnificativ mai scăzute de citrat și adenozină și niveluri mai ridicate de tiramină și acid gamma-aminobutiric (GABA).
Ulterior, cercetătorii au investigat dacă schimbările în potențialul funcțional microbian au însoțit aceste diferențe în metaboliti și compoziția microbiană. În acest scop, a fost realizată o profilare funcțională folosind ortologii din Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG). Aceste rezultate indică un potențial funcțional microbian alterat, fără dovezi directe ale creșterii stresului oxidativ, activității enzimatice sau fluxului metabolic. Au fost identificate 8.739 de ortologi KEGG în toate probele, dintre care 452 și 197 au arătat o îmbogățire semnificativă în grupurile cu și fără oboseală, respectiv.
De asemenea, a fost realizată o clasificare Random Forest (RF) folosind KOs, genuri și specii semnificativ modificate pentru a explora dacă aceste caracteristici microbiene conțin informații discriminatorii despre starea de oboseală. Modelele bazate pe KOs au avut o abilitate discriminatorie ridicată în analiza repetată, cu o medie a ariei sub curba caracteristicilor de operare a receptorului (AUROC) de 0,972. Cu toate acestea, performanța pe setul de testare reținut a fost mai scăzută și variabilă, astfel că autorii au interpretat aceste descoperiri ca fiind exploratorii mai degrabă decât o validare a unui clasificator predictiv.
Analiza de îmbogățire a relevat că modulele implicate în producția de urat, sinteza și metabolismul 2-oxoglutaratului, precum și calea metabolismului ureei au fost reglate pozitiv în grupul cu oboseală. În contrast, modulele legate de calea Wood-Ljungdahl, ATPaza de tip F și biosinteza glicogenului și trehalozei au fost reglate negativ. De asemenea, multiple KOs implicate în răspunsul la stresul oxidativ au arătat o reglare pozitivă semnificativă în grupul cu oboseală.
În continuare, pentru a lega schimbările funcționale asociate oboselii de genomurile microbiene, au fost construite genomuri asamblate metagenomic (MAGs) și contribuțiile acestora la semnăturile KO au fost evaluate. Acest lucru a dus la identificarea a 1.351 de MAGs; după deduplicare, au fost reținute 332 de MAGs reprezentative. Analiza comparativă a indicat că 23 și cinci MAGs au fost semnificativ îmbogățite în grupurile fără oboseală și cu oboseală, respectiv.
În plus, a fost realizată o anotare funcțională pentru MAGs folosind KOs. În general, cercetătorii au identificat 62 de KOs sărace în oboseală din MAGs sărace în grupul cu oboseală și 57 de KOs îmbogățite în oboseală din cele îmbogățite în grupul cu oboseală. Apoi, au fost explorate corelațiile între abundența relativă a cinci MAGs selectate (cu cele mai semnificative module KEGG modificate) și nivelele fecale ale metabolitilor care au fost semnificativ diferiți între grupuri.
Abundența relativă a Fusicatenibacter saccharivorans și Hominisplanchenecus faecis a fost semnificativ corelată pozitiv cu nivelurile de citrat. Abundența Escherichia coli a fost, de asemenea, corelată pozitiv cu nivelurile de tiramină și GABA. Între timp, abundența Blautia_A obeum și Oliverpabstia faecicola a fost semnificativ corelată negativ cu nivelurile de GABA.
În final, echipa a examinat aceste MAGs asociate oboselii în cohorte externe din condiții în care oboseala este un simptom contribuabil sau principal, inclusiv ME/CFS, tulburarea depresivă majoră (MDD), intoleranța la glucoză (IGT), tulburarea bipolară (BD) și obezitate. Cele 28 de MAGs care au fost semnificativ diferite în grupul cu oboseală au fost toate detectate în seturile de date IGT, BD, MDD și obez
