По кишечному микробиому можно диагностировать легочную артериальную гипертензию

Легочная артериальная гипертензия (ЛАГ) — это хроническое и прогрессирующее сердечно-легочное заболевание, которое приводит к необратимой сердечной недостаточности. Часто заболевание диагностируется уже на поздних стадиях.

Согласно последним данным, ЛАГ — системное заболевание, и при развитии патологии взаимодействуют различные органы. Группа ученых из университетов Бразилии и США решила проверить, как связаны между собой микробиом человека и ЛАГ.

В исследовании приняли участие 18 пациентов с ЛАГ первого типа, среднее легочное давление у которых было сильно повышено (57,4 мм рт. ст.), а также 12 здоровых людей. Ученые провели метагеномное шотган-секвенирование фекальных образцов и обнаружили, что структура микробиома существенно различалась между группами.

Функциональный анализ показал, что в образцах от группы ЛАГ более активны пути биосинтеза нескольких аминокислот, например, аргинина и пролина, и метаболизма пурина. Кроме того, более обильными были группы бактерий, связанные с метаболизмом триметиламина и его N-оксида. Образцы контрольной группы, напротив, были обогащены бактериями, продуцирующими бутират и пропионат, а именно Coprococcus, Butyrivibrio, Lachnospiraceae, Eubacterium, Akkermansia и Bacteroides. Анализ вирома показал, что у пациентов с ЛАГ выше уровень энтерококковых бактериофагов и ниже — лактококковых.

Ученые предположили несколько путей, по которым изменения микробиома могут влиять на развитие ЛАГ. Так, изменение состава микробиоты способно увеличивать проницаемость кишечника, открывать для возбудителей заболевания путь к легким. По другой версии, причиной может стать попадание в кровь метаболитов бактерий и нарушение гемостаза. Кроме того, ученые отмечают возможную роль бактерии Collinsella, популяция которой была сильно увеличена у пациентов с ЛАГ.

Используя данные секвенирования, ученые создали модель машинного обучения, которая по информации о микробиоме человека способна достаточно точно (accuracy 83%) предсказать наличие у него ЛАГ. Эта модель в дальнейшем может быть использована для диагностики.

«Идентификация и характеристика ЛАГ-специфичных бактерий и метаболитов как в кишечнике, так и в легких может быть использована для разработки новых стратегий контроля и лечения ЛАГ путем изменения диеты, применения пребиотиков, трансплантации микробиоты и использования про- и антибиотиков», — заключают авторы.