Probenentnahme und Analyse des Zwölffingerdarm-Mikrobioms

Benjamin W. Dreskin; Kayti Luu; Tien S. Dong; Jihane Benhammou; Venu Lagishetty; John Vu; Daniel Sanford; Francisco Durazo; Vatche G. Agopian; Jonathan P. Jacobs; Joseph R. Pisegna; Shehnaz K. Hussain

doi:10.3791/61900

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Methodenartikel

Probenentnahme und Analyse des Zwölffingerdarm-Mikrobioms

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DOI:

10.3791/61900

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12. Januar 2021

Benjamin W. Dreskin¹ , Kayti Luu¹ , Tien S. Dong¹^,²^,³ , Jihane Benhammou¹^,²^,⁴ , Venu Lagishetty²^,³ , John Vu¹ , Daniel Sanford¹ , Francisco Durazo²^,⁴ , Vatche G. Agopian⁴ , Jonathan P. Jacobs¹^,²^,³ , Joseph R. Pisegna¹^,⁵ , Shehnaz K. Hussain⁶

¹Division of Gastroenterology, Hepatology and Parenteral Nutrition, Veterans Administration Greater Los Angeles Healthcare System, ²The Vatche and Tamar Manoukian Division of Digestive Diseases, Department of Medicine, David Geffen School of Medicine at University of California, ³UCLA Microbiome Center, David Geffen School of Medicine at University of California, ⁴Department of Surgery, University of California, Los Angeles, ⁵Department of Medicine and Human Genetics, David Geffen School of Medicine at University of California, ⁶Cedars-Sinai Cancer and Department of Medicine, Cedars-Sinai Medical Center

In diesem Artikel

Zusammenfassung

In diesem Manuskript diskutieren wir eine neuartige Methode zur Probenahme und Analyse des Zwölffingerdarm-Mikrobioms. Diese Methode liefert eine genaue Abbildung der mikrobiellen Diversität und Zusammensetzung im Zwölffingerdarm und könnte für weitere Untersuchungen des zwölffingerdarmen Mikrobioms nützlich sein.

Zusammenfassung

Verschiebungen im Mikrobiom wurden mit der Physiologie und Pathophysiologie vieler Organsysteme sowohl beim Menschen als auch bei Mausmodellen korreliert. Das Darmmikrobiom wird in der Regel durch die Entnahme von Stuhlproben untersucht. Die Leichtigkeit, Stuhlproben zu entnehmen, hat zu vielen Studien geführt, die Informationen über den distalen luminalen Gastrointestinaltrakt enthüllt haben. Allerdings haben sich nur wenige Studien mit der Bedeutung des Mikrobioms im proximalen Darm befasst. Angesichts der Tatsache, dass der Zwölffingerdarm ein wichtiger Ort für die Verdauung und Resorption ist, ist sein Mikrobiom für die Ernährung und Lebererkrankungen relevant und rechtfertigt weitere Untersuchungen. Hier beschreiben wir eine neuartige Methode zur Probenahme des proximalen luminalen und mukosalen Darmmikrobioms bei menschlichen Probanden, die sich einer oberen Endoskopie unterziehen, durch Entnahme von Duodenalaspirat und Biopsien. Die Probenbeschaffung ist einfach und wird nicht durch Artefakte wie die Einhaltung der Präparation durch den Patienten beeinflusst, wie dies bei der Entnahme von Dickdarmproben während der Koloskopie der Fall sein kann. Die vorläufigen Ergebnisse zeigen, dass sich das luminale und das mukossale Mikrobiom signifikant unterscheiden, was wahrscheinlich mit den Umweltbedingungen und Barrierefunktionen zusammenhängt. Eine Kombination aus Zwölffingerdarmaspirat und Biopsien ergibt daher ein umfassenderes Bild des Mikrobioms im Zwölffingerdarm. Die Biopsien werden aus den absteigenden und horizontalen Segmenten des Zwölffingerdarms gewonnen, die anatomisch nahe an der Leber und dem Gallenbaum liegen. Dies ist wichtig, um die Rolle der Gallensäurebiologie und der Darm-Leber-Achse bei Lebererkrankungen zu untersuchen. Biopsien und Aspirat können für die ribosomale 16S-RNA-Sequenzierung, Metabolomik und andere ähnliche Anwendungen verwendet werden.

Einleitung

Das Darmmikrobiom ist in den letzten Jahren zu einem Bereich geworden, der zunehmend von Interesse ist. Es ist heute bekannt, dass sich die vielfältige Bakterienpopulation im Darm aufgrund einer Vielzahl von Faktoren unterscheiden kann, darunter Genetik, Ernährung, Medikamente und Umwelteinflüsse¹. Studien haben auch einzigartige mikrobielle Profile identifiziert, die mit verschiedenen Magen-Darm-Erkrankungen wie Fettleibigkeit, entzündlichen Darmerkrankungen und Lebererkrankungen verbunden sind ^2,3. Die Mehrzahl der Studien konzentriert sich auf die Pr....