Utilizarea transplantului de microbiota fecală pentru a combate bolile din intestin

Y caca noastră conține ființe vii! Cea mai mare parte a acesteia nu este vie, desigur - așa cum v-ați aștepta, o mare parte din ele este alcătuită din lucruri precum apă, alimente nedigerate și celule umane moarte. Dar mai mult de jumătate din greutatea uscată a caca este bacterie. Și bacteriile pe care le aruncăm pe toaletă sunt doar o mică mostră din vasta populație din interiorul nostru. Acești microbi joacă un rol vital în corpul nostru - de exemplu, producând vitamine, ajutând la descompunerea alimentelor sau împiedicând bacteriile periculoase să nu crească sub control. Sănătatea noastră depinde de sănătatea lor.

Ce se întâmplă atunci când ceva nu merge bine cu acei neprețuiți tovarăși interiori? Medicii se îndreaptă din ce în ce mai mult către o procedură interesantă, chiar dacă urâtă: transplanturile de fecale. Da, așa sună. Medicii iau caca altcuiva - „caca bine testată, cu siguranță caca sănătoasă, doar caca frumoasă”, în cuvintele lui Ari Grinspan, directorul GI Microbial Therapeutics la Spitalul Mount Sinai din New York City - și o plasează în colonul pacientului . În timp ce transplantul de microbiota fecală (FMT) datează cel puțin din China secolului al IV-lea, utilizarea sa sistematică în Statele Unite este mai recentă. În anii 1980, medicii au descoperit că transplanturile fecale ar putea trata eficient infecțiile intestinale cauzate de bacteria Clostridium difficile, iar în 2013 FDA a clasificat materiile fecale drept medicament.

Animație de Ramin Rahni @lunarpapacy

Corpurile noastre găzduiesc, de asemenea, mai mult de 10 trilioane de bacterii, poate chiar depășind propriile celule. Ei trăiesc peste tot: în gura noastră, în axile noastre, în urechi; pe organele genitale, vârful degetelor, omoplații. Fiecare zonă a corpului nostru adăpostește o comunitate distinctă, cu propriul său sortiment distinct de specii și tulpini.

Aproximativ 10 trilioane de microbi își fac domiciliul în tractul intestinal, aproape toți în intestinul gros, numit și colon. Și această comunitate este extrem de diversă; de fapt, diversitatea poate fi cel mai important factor pentru o microbiota intestinala sanatoasa, spune Grinspan. Oamenii sănătoși găzduiesc aproximativ 150 până la 250 de specii de bacterii intestinale (numite și flora intestinală sau microbiota intestinală), dar în timp ce cu toții adăpostim subseturi ale aceluiași grup de specii, speciile și tulpinile particulare pot varia dramatic de la o persoană la alta.

Mama și caca

poop

Grinspan a fost prima persoană care a efectuat un transplant fecal la spitalul Mount Sinai din New York. Cel mai mic dintre cei trei băieți, sa născut în secția cezariană în 1982 în Connecticut, unde a fost alăptat și s-a bucurat de compania animalului de companie al familiei, un golden retriever. Toate aceste fapte despre el îi diferențiază flora intestinală de cele ale cuiva cu o istorie de viață diferită: un fermier de lactate din Wisconsin hrănit cu formule, să zicem, sau un contabil din Mumbai care s-a născut vaginal. Prima expunere a unui copil la aceste bacterii depinde de modul său de naștere: dacă microbii provin din canalul de naștere al mamei sau de pe pielea ei. „Îți intră în nas și gură, iar tu le înghiți”, spune Grinspan. Tot felul de experiențe joacă un rol în stabilirea acestor microbi, de la ceea ce mănâncă bebelușul până la locul în care trăiește, până la administrarea de antibiotice pentru o infecție. „Dacă ai avea surori sau frați care te-au bătut sau te-au scuipat - așa cum am făcut eu - asta va avea și un efect asupra microbiotei tale”, spune Grinspan.

După ce am ajuns în jurul vârstei de trei ani, microbii s-au stabilit complet în tractul nostru intestinal. Le putem modifica oarecum machiajul schimbându-ne circumstanțele: călătorind pe un alt continent sau doar într-un alt cartier; începerea călăritului; mutându-se cu un nou partener. Dar chiar și schimbările dramatice ne vor altera flora intestinală doar cu aproximativ 50%, spune Grinspan, iar dacă circumstanțele noastre se schimbă, de obicei microbii noștri se vor schimba.

În secolul 20, știința medicală a introdus o nouă amenințare pentru metropola aglomerată a microbiomului: antibioticele. Aceste medicamente minune permit medicilor să salveze pacienții de infecții bacteriene care în secolele anterioare însemnau adesea moartea. Deoarece antibioticele nu fac distincție între agenții patogeni și bacteriile utile, totuși, microbiota plătește prețul.

Luați un curs de antibiotice și veți face ravagii cu flora intestinală. Mulți vor supraviețui pumnului knock-out, spune Grinspan, iar microbiomul dvs. va reveni, în general, la normal într-o săptămână sau două. O comunitate sănătoasă și diversă de bacterii bune ajută la menținerea agenților patogeni la distanță; până când microbiomul dvs. se întoarce, orașul devastat al colonului dvs. riscă să fie invadat de Clostridium difficile sau C. diff.

Acest agent patogen, cea mai frecventă cauză a diareei dobândite în spital, poate da naștere la simptome variind de la febră, greață, dureri de stomac agonizante, diaree și deshidratare, până la moarte. Este deosebit de frecvent în locuri precum spitale și case de îngrijire medicală, unde multe persoane cu sistem imunitar slăbit sunt găzduite în apropiere și iau antibiotice. C. difficile este greu de scăpat.

Antibioticele îl pot controla adesea, dar nu pentru mult timp. Douăzeci la sută dintre pacienții tratați cu antibiotice au recidivă în câteva zile până la săptămâni după primul tratament; 40% vor reapărea după un al doilea tratament și 60% după un al treilea tratament. Deci, atunci când un articol de referință a fost publicat în ianuarie 2013, arată că pentru infecțiile recidivante cu C. diff, transplanturile de fecale au depășit standardul de îngrijire (tratamentul cu antibioticul vancomicină) cu 60%, gastroenterologii au fost încântați. Nouăzeci la sută dintre pacienții cu C. diff recurent s-au îmbunătățit după un transplant fecal, comparativ cu 30 la sută după antibiotic. Grinspan auzise anecdote despre aceste cure la începutul anilor 2000, ca student la medicină. El spune: „M-am gândit că sunt lucruri incredibile!”

Atracție fecală

Grinspan își urmărește interesul pentru caca până în copilărie. „Crescând cel mai mic dintre cei trei frați, au fost glume de caca din abundență”, spune el. Tatăl său, medic, a împărtășit umorul băieților (pe care mama sa, profesoară de engleză la liceu, a încercat în zadar să-l înfrâneze). „Tractul GI mi-a vorbit întotdeauna într-un fel”, spune Grinspan. „Am fost întotdeauna fascinat de modul în care a funcționat acest organ foarte important - și, mai important, ce s-a întâmplat atunci când lucrurile au mers prost.”

În mod potrivit, la Colegiul de Medicină Albert Einstein din Bronx, Grinspan a fost atras de gastroenterologie. A început să colaboreze cu Lawrence Brandt, unul dintre pionierii în domeniul transplantului de fecale. „A fost prin Dr. Brandt că am început să văd cât de importantă, cât de nouă și cât de monumentală este o descoperire de transplant fecal ”, spune Grinspan. După rezidențiat, a făcut o bursă GI la spitalul Mount Sinai din New York. La acea vreme, spitalul nu avea un program de transplant fecal - dar, ca toate spitalele, avea cota sa de C. diff. Grinspan a dorit să ofere pacienților săi acest tratament eficient.

Mai întâi a trebuit să obțină aprobarea, inclusiv de la ofițerul în domeniul biosecurității spitalului. După cum își amintește Grinspan, „Ofițerul pentru biosecuritate a spus:„ Bine, deci ceea ce vei face este - spune-mi dacă am dreptate - vei lua scaunul cuiva. Vei pune apă în ea și o vei scutura. ”Am spus:„ Așa este - voi face cel mai murdar martini din lume. Apoi voi pune martiniul murdar în colonul cuiva. ”El spune:„ Bine, medicamentul în sine nu mă deranjează. Nici administrația. Dar partea care tremură este o problemă. Agitați [fecalele], așa că veți aerosoliza o parte din acestea. Va trebui să mergeți la un laborator care are un sistem de ventilație a aerului și să-l scuturați sub capotă, deoarece nu doriți ca acele particule să meargă peste tot. Este un nivel de pericol de biosecuritate 2. ”Și i-am spus:„ Deci, lasă-mă să înțeleg asta. Dacă mă aflu în holul muntelui Sinai și sunt sute de oameni în jur și mă descurc, trebuie să curățați holul? Ce - ar trebui să fim în carantină? ’Și s-a uitat la mine și a râs. El spune: „Foarte amuzant. Dar tot trebuie să-l scuturi sub capotă. ’”

Odată ce Grinspan a primit aprobarea spitalului pentru a efectua un transplant fecal, a trebuit să-l convingă pe primul său pacient, o femeie cu o infecție încăpățânată de C. diff. „Era în și din spital, cu o calitate a vieții foarte compromisă. Am spus, uite, ai avut această infecție de opt ori doar anul acesta. Nu avem un alt preparat cu antibiotice pe care nu l-ați încercat deja. Ați epuizat toate opțiunile standard. Este timpul să încercăm ceva diferit ".

La acea vreme - 2012 - majoritatea membrilor publicului și chiar majorității medicilor nu auziseră niciodată de transplanturi fecale. Grinspan a petrecut ore întregi vorbind cu pacientul înainte ca acesta să-l depășească „factorul puternic foarte puternic”. Apoi au trebuit să identifice un donator de scaune. La începuturile sale efectuând transplanturi fecale, Grinspan i-a cerut pacienților să-și selecteze proprii donatori, alegând o persoană sănătoasă cu care să se simtă confortabil având această interacțiune ciudat de intimă. El a testat atât caca, cât și donatorii înșiși pentru zeci de agenți patogeni și afecțiuni, eliminând pe oricine cu infecții precum hepatita și HIV sau cu afecțiuni medicale - inclusiv boli de inimă, diabet și boli de ficat - care au fost asociate cu modificări ale microbiomului . Pentru a fi în siguranță, el a exclus pe oricine cu antecedente familiale semnificative de afecțiuni care ar putea fi transmise.

În zilele noastre, deoarece procesul de screening a donatorilor și a caca lor este consumator de timp și costisitor, Grinspan folosește rar donatori individuali. În schimb, el se bazează pe o bancă mare de scaune nonprofit. „Se pare că caca înghețată este la fel de bună ca lucrurile proaspete, astfel încât să poată colecta o mulțime din ele și să le înghețe”, spune Grinspan. În 2012, însă, Grinspan nu începuse încă să folosească o bancă de scaune, iar primul său pacient a ales un prieten apropiat pentru a-i fi donator.

În interiorul suitei de endoscopie cu Ari Grinspan

Dr. Ari Grinspan îndepărtează proba de scaun din congelator la Mt. Spitalul Sinai din New York.

Eșantionul provine de la OpenBiome, o bancă de scaune care examinează riguros potențialii donatori pentru o varietate de condiții de sănătate.

Pacientul este rotit în suita de endoscopie unde va fi sedat pentru procedură.

Proba este livrată prin colonoscopie.

Probele au fost decongelate, amestecate cu soluție salină și distribuite într-o serie de seringi.

Colonoscopul este introdus în pacient și Grinspan navighează până la capătul intestinului gros. Acest colon arată sănătos, deoarece pacientul tocmai a terminat un curs de antibiotice

Proba este livrată în colonul pacientului prin tubul de colonoscopie. Procedura este finalizată în aproximativ 15 minute.

Grinspan a efectuat primul său transplant fecal la un pacient cu o infecție severă, recurentă a C. diff. A doua zi, infecția ei dispăruse. „Au trecut șase ani acum și nu a avut niciun episod de C. diff. Înainte de transplantul de fecale, ea nu avea o aparență din viața ei. Și am vindecat-o. ”

În primul an, Grinspan și colegii săi de la Muntele Sinai au tratat patru pacienți cu C. diff cu transplanturi de fecale. Anul următor au tratat aproximativ 20, iar anul următor aproximativ 50. Acum au performanțe între 50 și 80 pe an. Nouă din 10 dintre aceste transplanturi reușesc simultan; când procedura nu reușește să vindece o infecție pentru prima dată, încearcă din nou, cu o rată de succes generală de 90%.

Misterele interne

Imediat după un transplant fecal, microbiota unui pacient arată foarte asemănătoare cu cele ale donatorului său, așa cum v-ați aștepta. Dar inspectați-le din nou peste câteva săptămâni, iar echilibrul bacteriilor va începe probabil să arate destul de diferit. Flora intestinală a acestor pacienți va reveni în cele din urmă la starea lor inițială, așa cum fac majoritatea oamenilor mai devreme sau mai târziu după o întrerupere? „Asta este ceva ce nu știm, pentru că nu știm cum arăta microbiota lor înainte de a face transplantul”, spune Grinspan.

De fapt, modul în care funcționează deloc transplanturile fecale este încă un mister. Teoria predominantă este că adăugarea de microbiote sănătoase depășește agenții patogeni care îmbolnăvesc pacientul. Și acesta poate fi, de fapt, răspunsul - sau cel puțin o parte a acestuia.

Diferite culori reprezintă diferite tipuri de bacterii în colonele unui pacient și donator. De la stânga la dreapta: înainte de un transplant fecal, pacientul prezintă o gamă anormală de bacterii, predominând microbii nedoriti, reprezentați de blocurile albastru deschis, albastru închis și maro. În schimb, donatorul are un număr bogat de microbi sănătoși, cum ar fi cei reprezentați de blocul portocaliu. La două săptămâni după procedură, profilul bacterian intestinal al pacientului arată aproape identic cu cel al donatorului. După patru săptămâni, profilul bacterian al pacientului nu mai arată identic cu cel al donatorului, dar împărtășesc calități similare, inclusiv bacterii predominant sănătoase - unele împărtășite cu donatorul (verde, portocaliu), iar altele noi (galbene).

Diferite culori reprezintă diferite tipuri de bacterii în colonele unui pacient și donator. De la stânga la dreapta: înainte de un transplant fecal, pacientul prezintă o gamă anormală de bacterii, predominând microbii nedoriti, reprezentați de blocurile albastru deschis, albastru închis și maro. În schimb, donatorul are un număr bogat de microbi sănătoși, cum ar fi cei reprezentați de blocul portocaliu. La două săptămâni după procedură, profilul bacterian intestinal al pacientului arată aproape identic cu cel al donatorului. După patru săptămâni, profilul bacterian al pacientului nu mai arată identic cu cel al donatorului, dar împărtășesc calități similare, inclusiv bacterii predominant sănătoase - unele împărtășite cu donatorul (verde, portocaliu), iar altele noi (galbene).