Metagenomic and metabolomic analysis of the short-term and long-term effects of antibiotic therapy on the intestinal microbiota in growing kittens and their relation to the overall health status of these kittens
Authors: Σταυρουλάκη Ευαγγελία 
Published: December 2022

Η χορήγηση αντιμικροβιακής αγωγής κατά την νεαρή ηλικία έχει σημαντική επίδραση στην δομή και λειτουργία του μικροβιώματος. Η δυσβίωση που προκαλείται από την χορήγηση αντιβιοτικών κατά την νεαρή ηλικία έχει συνδεθεί με την εμφάνιση παθήσεων στο μέλλον. Οι στόχοι αυτής της μελέτης ήταν να διερευνηθεί η επίδραση των αντιβιοτικών στο γαστρεντερικό μικροβίωμα και στο μεταβόλωμα του ορού του αίματος και των κοπράνων σε νεαρές γάτες. Σε αυτήν την μελέτη συμπεριλήφθηκαν 30 γάτες με σύνδρομο του ανώτερου αναπνευστικού εκ των οποίων οι 15 έλαβαν αμοξικιλλίνη/κλαβουλανικό οξύ (20 mg/kg κάθε 12 ώρες) για 20 ημέρες (ΑΜΟΞ ομάδα) ενώ οι υπόλοιπες 15 γάτες έλαβαν δοξυκυκλίνη (10 mg/kg κάθε 24 ώρες) για 28 ημέρες (ΔΟΞΥ ομάδα). Η κατανομή σε ομάδες έγινε τυχαία. Επιπλέον 15 κλινικά υγιείς γάτες συμπεριλήφθηκαν στις οποίες δεν χορηγήθηκε καμία αγωγή (ομάδα ελέγχου). Κόπρανα συλλέχθηκαν τις ημέρες 0 (πριν την έναρξη της αγωγής), 20 ή 28 (τελευταία ημέρα αντιμικροβιακής αγωγής στις γάτες των ομάδων ΑΜΟΞ και ΔΟΞΥ, αντίστοιχα), ημέρα 60, 120 και 300. DNA απομονώθηκε από τα δείγματα κοπράνων και έγινε μεταγενωμική ανάλυση του μικροβιώματος με 16SrRNA gene sequencing ενώ επιπλέον πραγματοποιήθηκαν και PCR για την ποσοτικοποίηση συγκεκριμένων βακτηρίων. Επίσης στα δείγματα κοπράνων πραγματοποιήθηκε στοχευμένη μεταβολομική ανάλυση. Δείγματα ορού συλλέχθηκαν τις ημέρες 0, 20/28, και 300 στα οποία πραγματοποιήθηκε μη στοχευμένη μεταβολομική ανάλυση. Η σύσταση του μικροβιώματος διέφερε σημαντικά την τελευταία μέρα της θεραπείας στην ομάδα ΑΜΟΞ και ένα μήνα μετά την διακοπή της θεραπεία στην ομάδα ΔΟΞΥ, συγκριτικά με την ομάδα ελέγχου. Η ποικιλότητα του μικροβιώματος ήταν στατιστικά μεγαλύτερη την τελευταία ημέρα της θεραπείας στην ΔΟΞΥ ομάδα συγκριτικά με την ομάδα ελέγχου. Τα Enterobacteriales ήταν αυξημένα και τα Erysipelotrichi ήταν μειωμένα στην ΑΜΟΞ ομάδα συγκριτικά με την ομάδα ελέγχου την τελευταία ημέρα της θεραπείας. Τα Proteobacteria ήταν αυξημένα τις ημέρες 60 και 120 στην ΔΟΞΥ ομάδα συγκριτικά με την ομάδα ελέγχου. Ελάχιστες διαφορές στα ποσοστά των βακτηριών βρέθηκαν την ημέρα 300 συγκριτικά με την ομάδα ελέγχου. Εφτά μεταβολίτες διέφεραν σημαντικά στις ομάδες που πήραν αντιβιοτικά τις ημέρες 20/28, 2 την ημέρα 60 και 2 την ημέρα 120, συγκριτικά με την ομάδα ελέγχου. Διαφορές στις συγκεντρώσεις των αμινοξέων, αντιοξειδωτικών, πουρίνων, πυριμιδίνων στον ορό του αίματος και των χολικών οξέων, στερολών και λιπαρών οξέων στα κόπρανα βρέθηκαν με το πέρασμα του χρόνου στις ομάδες που έλαβαν αντιβιοτικά συγκριτικά με την ομάδα ελέγχου. Ωστόσο, οι διαφορές που προκλήθηκαν από τα αντιβιοτικά στο μεταβόλωμα του ορού και των κοπράνων ήταν παροδικές καθώς δεν ανιχνεύθηκαν 10 μήνες μετά την διακοπή τους. Τα δύο αυτά αντιβιοτικά φαίνεται να καθυστερούν την ανάπτυξη και ωρίμανση του μικροβιώματος και αυτή η επίδραση φαίνεται να είναι πιο έντονη κατά την διάρκεια της θεραπείας με αμοξικιλλίνη/κλαβουλανικό και ένα μήνα μετά την διακοπή της θεραπείας με δοξυκυκλίνη. Μελλοντικές μελέτες χρειάζονται που διερευνούν εάν αυτές οι αλλαγές επηρεάζουν την λειτουργία του μικροβιώματος και εάν έχουν επίδραση στην προδιάθεση σε παθήσεις στις γάτες.