Perubahan mikrobioma usus dalam studi longitudinal bayi mendahului timbulnya penyakit celiac

mikrobiom usus

Dengan menerapkan pendekatan prospektif jangka panjang untuk perkembangan penyakit celiac, sekelompok peneliti kolaboratif telah mengidentifikasi perubahan mikroba substansial dalam usus bayi yang berisiko sebelum timbulnya penyakit. Dengan menggunakan teknik pengurutan genom yang canggih, peneliti MassGeneral Hospital for Children (MGHfC), bersama dengan rekan dari institusi di Italia dan University of Maryland, College Park, menemukan perubahan praklinis yang berbeda pada beberapa spesies, jalur dan metabolit pada anak-anak yang mengembangkan penyakit celiac dibandingkan dengan anak-anak berisiko yang tidak mengembangkan penyakit celiac.

Sebagai bagian dari Studi Penyakit Celiac, Genomic, Microbiome, dan Metabolomik (CDGEMM) MGHfC, para peneliti mengidentifikasi perubahan pada mikrobioma usus (pengumpulan mikroorganisme) dan metabolom (komponen molekul sel dan jaringan) bayi yang terjadi beberapa bulan sebelum timbulnya penyakit celiac. Perubahan termasuk "peningkatan kelimpahan spesies pro-inflamasi dan penurunan kelimpahan spesies pelindung dan anti-inflamasi di berbagai titik waktu sebelum timbulnya penyakit," menurut artikel kelompok yang diterbitkan di Prosiding National Academy of Sciences.

“Dalam studi pembuktian konsep ini, kami membandingkan mikrobioma usus dari 10 bayi yang kemudian mengembangkan penyakit celiac dengan mikrobioma usus dari 10 bayi yang tidak mengembangkan kondisi autoimun,” kata Maureen Leonard, MD, penulis utama dan direktur klinis Pusat Penelitian dan Perawatan Celiac di MGHfC. “Kami menemukan perubahan signifikan pada mikroba usus, jalur dan metabolit sedini 18 bulan sebelum timbulnya penyakit. Ini jauh lebih awal dari yang kami harapkan,” tambah Leonard.

Di CDGEMM, para peneliti di Italia, Spanyol, dan AS sedang mempelajari 500 bayi yang berisiko secara genetik sejak lahir hingga usia sepuluh tahun, yang memungkinkan mereka melacak perubahan mikrobiota usus sebelum penyakit celiac berkembang. Peneliti CDGEMM telah mengumpulkan sampel darah dan tinja yang luas dan data lingkungan yang banyak pada setiap peserta sejak 2014. Dalam penelitian ini, para peneliti menggunakan analisis metagenomik yang memungkinkan mereka untuk menghubungkan komposisi mikroba dengan fungsi, menyoroti perubahan jalur yang terkait dengan peningkatan proses inflamasi atau pengurangan peradangan. “Studi ini menunjukkan kekuatan pengurutan generasi berikutnya yang digabungkan dengan bioinformatika untuk mendeteksi perubahan penting ini,” kata rekan penulis Rita Colwell, Ph.D., dari Institute of Advanced Computer Studies, University of Maryland, College Park.

“Kami membutuhkan studi kohort kelahiran longitudinal terhadap bayi berisiko ini untuk memindahkan penelitian mikrobioma dari pengamatan asosiatif ke studi yang lebih kausatif,” kata penulis senior Alessio Fasano, MD, direktur Pusat Penelitian dan Perawatan Celiac di MGHfC. “Pendekatan ini akan membantu kami mengembangkan strategi baru untuk diagnosis dan pengobatan berbagai kondisi di mana mikrobioma dapat memainkan peran patogen,” tambah Fasano.

Dia menyarankan bahwa temuan ini, jika dikonfirmasi oleh kumpulan data yang lebih besar, dapat mewakili target terapi spesifik untuk intersepsi penyakit dan kemungkinan pencegahan timbulnya penyakit celiac melalui manipulasi mikrobioma selama fase praklinis. “Dengan temuan ini, kami mengantisipasi bahwa kami akan dapat membedakan siapa yang akan tetap sehat dan siapa yang akan mengembangkan penyakit celiac beberapa bulan sebelum timbulnya penyakit,” tambah Fasano.