糞便微生物移植の評価を改善すること

最近の研究は、私たちの体の中にいる小さな生物についての考え方を変えてきたんだ。以前は、これらの常在菌を有害だと見なしていて、それから自分たちを守るためのいろんな方法を作り出してた。でも、科学の進歩、特にヒトゲノムプロジェクトからの発見によって、私たちと共存する微生物の広大で豊かな世界に目を向けることができるようになった。自分たちの遺伝子だけでなく、細菌や古細菌、ウイルス、真菌などの多様な微生物から成り立っていることが分かったんだ。

この変化は、研究者たちにこれらの微生物の構成を食事やプレバイオティクス、プロバイオティクス、便微生物移植（FMT）という技術を通じて変える方法を探るよう促している。特にこの最後の方法は、私たちの腸内にある細菌の種類を変える大きな可能性を示しているんだ。

#便微生物移植（FMT）

現在、FMTはアメリカやEUの国々で、再発性クロストリジウム・ディフィシル感染症（CDI）という重度の細菌感染を治療するために認められている。CDI以外にも、FMTは肝臓の問題、炎症性腸疾患、過敏性腸症候群、神経疾患、薬剤耐性菌による感染など、他の健康問題にも探索されている。460以上の臨床試験が進行中で、肥満や多発性硬化症など他の条件に対するFMTの効果を調べている。

2019年、ヨーロッパでは標準治療と研究目的でほぼ1,900件のFMT手術が行われた。FMTは特にCDIにおいて確固たる役割を果たしているけど、使用に関する明確なガイドラインはない。異なる健康機関はドナーのスクリーニングやサンプルの準備、プロセスの管理にさまざまな方法を使っていて、しばしば混乱を引き起こしている。便サンプル内の細菌が生きていて効果的であることを確認する方法のような重要な詳細も、明確に定義されていない。研究によると、より多くの生きた細菌があるほど、FMTの結果が良くなるんだ。

世界的に見ると、FMTに対する見方は異なる。いくつかの国では便を薬のように扱い、他の国では人間の製品として見なしている。アメリカ、カナダ、フランスなどでは、FMTは実験的治療と見なされていて、安全で意図した通りに機能することを確認するために注意が必要だ。便サンプル内の細菌が生きているかどうかを確認する信頼できてシンプルな方法は、FMTセンターやバンクがスムーズかつ安全に運営するために重要だよ。

この研究は、便サンプル内の細菌の生存能力を評価するための明確で簡単な方法を見つけ出し、FMTセンターやバイオバンクがこれを日常の実践に統合できるように助けることを目的としている。

#研究参加者とサンプル収集

人間のサンプルを収集するために、研究者たちは倫理委員会が定めた厳しいガイドラインに従った。9人のドナーから年齢や体型が異なる便サンプルを集めた。すべての参加者は書面で同意を得ており、研究は国際的な倫理基準に従った。

#人間の便サンプルの処理

収集した便サンプルは、寄付から4時間以内に迅速に処理された。衛生的な塩水と混ぜて均一にするために慎重にブレンドした。その後、混合したサンプルは冷凍保存のためにクリオプロテクタントと共に準備され、将来の使用のために非常に冷たい条件で保存された。

#マウスの便サンプルの処理

特別な無菌マウスからの便サンプルもこの研究で使用された。これらのサンプルは汚染を防ぐために管理された条件下で処理され、保存された。分析の前に、これらのサンプルは迅速に解凍され、テストのために準備された。

#細菌の生存能力のチェック

細菌が生きているか確認するために、研究者たちはラボでよく知られた細菌、E. coliを育てた。生きたE. coliと熱処理されたE. coliの混合物を準備して、彼らの方法が二つを区別できるかどうかを調べた。

#人間の便サンプルの評価

冷凍サンプルを解凍し、分析のために希釈した。テストプロセス中の詰まりを防ぐために特殊な技術を使った。結果にどのように影響を与えるかを調べるために、異なる条件下でサンプルを準備した。特殊な染料で処理した後、流動サイトメトリーという方法を使って、生きた細菌と死んだ細菌を識別した。

#流動サイトメトリーによる分析

分析には、細菌が生きているかどうかをチェックするために特別に設計されたキットが使われた。研究者たちはサンプルを蛍光染料と混ぜ、テスト前に暗所でインキュベートした。すべてのサンプルは精度を確保するために何度も分析された。

#便微生物の培養

便サンプルは、好気的および嫌気的条件下で育てられ、どれだけの生きた細菌が数えられるかを調べた。各方法は異なる結果を示し、研究者たちは将来のテストのための詳細なプロトコルを作成した。

#統計分析

結果の違いが有意かどうかを見るために、統計テストが使用された。研究者たちは平均値と標準偏差を計算して、発見がどれだけ一貫しているかを調べた。

#テストプロセスの最適化

細菌の生存能力を評価するために使用される方法は通常、ラボで育てられた細菌に対して機能する。便サンプルは異なるため、研究者たちはアプローチを調整する必要があった。実際の細菌とサンプル内の他のゴミを区別する方法を見つけなければならなかった。無菌マウスのサンプルを使うことで、通常のバックグラウンドノイズと偽陽性の結果を理解するための基準を設定した。

#テストプロセスの信頼性

新しい方法は、生きた細菌と熱処理された細菌の混合物を使ってテストされた。結果は、熱処理された細菌が増えるほど、非生存のカウントが増加することを示して、方法が生きた細胞と死んだ細胞を明確に区別できることを確認した。未処理と熱処理された便サンプルを比較した際にも同様の結果が見られた。

#サンプル処理が生存能力に与える影響

私たちの腸内の多くの細菌は嫌気性なので、サンプルの準備方法が重要だ。研究者たちは、準備中の酸素レベルが結果にどう影響するかを調べた。一部の細菌は低酸素条件でよりよく生き残れることが分かり、取り扱い手順の重要性が強調された。

#ドナーサンプルの生存能力の評価

1年間保存されたサンプルで、細菌の生存について成長技術と膜の整合性テストの両方を用いてチェックが行われた。結果はカウント方法にばらつきがあったが、流動サイトメトリーは栽培よりも一貫した方法であることが証明された。

#結論

この研究の目標は、便サンプル内の細菌が生きているかどうかを測定する信頼できる方法を見つけることだった。細菌の生存能力テスト用の既存のキットを改善することで、膜の整合性を測ることが従来の成長方法よりも信頼性の高い結果を提供することが分かった。これらの発見は、便移植における品質確認のために流動サイトメトリーの使用を促進し、これらの移植が効果的で安全であることを確認するのを楽にするんだ。

要するに、この研究は便微生物移植に使われる材料の質を評価するための有望なアプローチを提示している。プロセスは、これらの移植を受ける患者の健康や回復に寄与する重要な細菌を評価するために正確な方法を使用する重要性を強調しているよ。