Mikroekosystem jelitowy człowieka jest niezwykle złożony, z ponad 1000 gatunków bakterii w jelicie zdrowej osoby1. Flora jelitowa bierze udział w utrzymaniu prawidłowych funkcji fizjologicznych jelit i odpowiedzi immunologicznej oraz ma nierozerwalny związek z organizmem człowieka. Coraz więcej dowodów sugeruje, że mikrobiom jelitowy stanowi ostatni ludzki narząd, który jest częścią ludzkiego ciała, a nie tylko grupą pasożytów2. "Zdrowa" symbioza między mikrobiotą jelitową, jej metabolitami a układem odpornościowym gospodarza, która powstała we wczesnym okresie życia, ma kluczowe znaczenie dla utrzymania homeostazy jelit. W niektórych nieprawidłowych stanach, takich jak przewlekłe zapalenie, zmiany w wewnętrznym i zewnętrznym środowisku organizmu poważnie zaburzają homeostazę jelit, powodując utrzymujący się brak równowagi społeczności mikrobiologicznej jelit, zwany dysbiozą3. W rzeczywistości narażenie na wiele czynników środowiskowych, w tym dietę, leki i patogeny, może prowadzić do zmian w mikrobiocie.
Dysbioza jest związana z patogenezą różnych chorób jelit, takich jak nieswoiste zapalenie jelit (IBD), zespół jelita drażliwego (IBS) i rzekomobłoniaste zapalenie jelit, a także rosnącą listę zaburzeń pozajelitowych, w tym chorób układu krążenia, otyłości i alergii4. Profilowanie mikrobioty wykazało, że pacjenci z IBD mają dramatyczny spadek różnorodności bakteryjnej, a także wyraźne zmiany w populacjach niektórych określonych szczepów bakteryjnych5,6. Badania te wykazały mniej Lachnospiraceae i Bacteroidetes, ale więcej Proteobacteria i Actinobacteria u pacjentów z IBD. Uważa się, że patogeneza IBD jest związana z różnymi czynnikami chorobotwórczymi, w tym nieprawidłową florą jelitową, rozregulowaną odpowiedzią immunologiczną, wyzwaniami środowiskowymi i wariantami genetycznymi7. Liczne dowody sugerują, że bakterie jelitowe odgrywają rolę w fazie inicjacji i stosowania IBD8,9, co wskazuje, że korygowanie dysbiozy jelitowej może stanowić nowatorskie podejście do terapii i/lub leczenia podtrzymującego IBD.
Prototyp przeszczepu mikrobioty kałowej (FMT) rozpoczął się w starożytnych Chinach10. W 1958 roku dr Eiseman i jego koledzy z powodzeniem wyleczyli cztery przypadki ciężkiego rzekomobłoniastego zapalenia jelit kałem od zdrowych dawców za pomocą lewatywy, otwierając nowy rozdział we współczesnej medycynie zachodniej wykorzystującej ludzki kał do leczenia chorób ludzkich11. Stwierdzono, że zakażenie Clostridium difficile (CDI) jest główną przyczyną rzekomobłoniastego zapalenia jelit12, a FMT jest wysoce skuteczne w leczeniu CDI. W ciągu ostatnich ośmiu lat FMT stała się standardową terapią w leczeniu nawracających CDI13, co skłoniło do dalszych badań nad rolą FMT w innych zaburzeniach, takich jak IBD. W ciągu ostatnich dwudziestu lat liczne opisy przypadków i badania kohortowe udokumentowały stosowanie FMT u pacjentów z IBD14. Metaanaliza, obejmująca 12 badań, wykazała, że 62% pacjentów z chorobą Leśniowskiego-Crohna (CD) osiągnęło remisję kliniczną po FMT, a 69% pacjentów z CD miało odpowiedź kliniczną15. Pomimo tych zachęcających wyników, rola FMT w leczeniu IBD pozostaje niepewna, a mechanizmy, za pomocą których FMT łagodzi stan zapalny jelit, są słabo poznane. Konieczne są dalsze badania, zanim FMT będzie mogło dołączyć do obecnego arsenału opcji leczenia IBD w klinikach.
W tym protokole zastosowaliśmy FMT na myszach IL-10-/-, u których zapalenie jelita grubego rozwija się spontanicznie po odsadzeniu i posłużyło jako złoty standard odzwierciedlający wieloczynnikową naturę IBD16,17,18. IL-10−/− myszy są szeroko wykorzystywane do analizy etiologii IBD, ponieważ wykazują podobne cechy molekularne i histologiczne do pacjentów z IBD i, podobnie jak pacjenci, choroba może być złagodzona za pomocą terapii anty-TNFα16. Starzejące się myszy IL10−/− (>9 miesięcy) mają zwiększoną wielkość serca i upośledzoną czynność serca w porównaniu z dopasowanymi wiekowo myszami typu dzikiego19, co czyni je doskonałym modelem do badania chorób serca wywołanych zapaleniem jelita grubego. Jednak można również zastosować inne mysie modele zapalenia jelita grubego, takie jak model siarczanu sodu dekstranu i model zapalenia jelita grubego wywołanego przez limfocyty T. Podawaliśmy zawiesinę kałową przez zgłębnik doustny, która okazała się skuteczną i lepszą drogą niż lewatywa u ludzi20.