DOI: https://doi.org/10.3389/fcell.2025.1514636
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40078367
تاريخ النشر: 2025-02-26
المؤلف: Hanif Ullah وآخرون
الموضوع الرئيسي: الميكروبيوم المعوي والصحة
نظرة عامة
تعتبر ميكروبات الأمعاء البشرية، التي تتكون من تريليونات من الكائنات الدقيقة، جزءًا أساسيًا من صحة الجهاز الهضمي (GI) وترتبط بمختلف الاضطرابات مثل مرض الأمعاء الالتهابي (IBD)، ومتلازمة القولون العصبي (IBS)، ومرض السيلياك، وسرطان القولون والمستقيم. يؤثر اختلال التوازن الميكروبي، أو عدم التوازن الميكروبي، على التفاعل بين ميكروبات الأمعاء، وجهاز المناعة لدى المضيف، ومحور الأمعاء والدماغ، مما يؤدي إلى هذه الحالات. تشير التطورات الحديثة إلى أن العلاجات المستهدفة للميكروبيوم، بما في ذلك البروبيوتيك، والمواد الغذائية السابقة، وزرع ميكروبات البراز (FMT)، والتغييرات الغذائية، قد تكون فعالة في استعادة التوازن الميكروبي وتخفيف الأعراض. تسلط هذه المراجعة الضوء على أهمية ميكروبات الأمعاء في مسببات أمراض الجهاز الهضمي وتقييم الاستراتيجيات العلاجية الناشئة، مع التركيز على إمكانياتها كبدائل مخصصة للعلاجات التقليدية.
مع النظر إلى المستقبل، تقدم ميكروبات الأمعاء فرصًا كبيرة لتشخيص وعلاج والوقاية من مختلف الحالات الصحية. لقد أظهرت البروبيوتيك فعاليتها في إدارة العدوى والأمراض الالتهابية، مع تطبيقات محتملة في إدارة السمنة والسكري. يجب أن تركز الأبحاث المستقبلية على العلاجات الموجهة للميكروبات وتحديد البكتيريا المنتجة للمواد الأيضية لاستخدامها في الأدوية. قد تعزز الابتكارات مثل المواد الغذائية السابقة الاصطناعية والبروبيوتيك المخصصة فعالية العلاج. بالإضافة إلى ذلك، قد يؤدي دمج تحليل الميكروبيوم مع علم الجينوم وعلم الأيض إلى اكتشاف علامات حيوية لتوقع الأمراض وخطط العلاج المخصصة. مع تطور هذا المجال، سيسهل الفهم الشامل لتفاعلات الميكروبيوم مع جهاز المناعة تطوير علاجات مستهدفة تعتمد على الميكروبيوم، مما قد يحول إدارة اضطرابات الجهاز الهضمي.
مقدمة
تستعرض المقدمة التركيبة المعقدة والدور المهم للميكروبيوم المعوي، الذي يتكون من مجموعة متنوعة من الكائنات الدقيقة، بما في ذلك البكتيريا، والعتائق، والفيروسات، والميكروبات حقيقية النواة. وتبرز أن ميكروبات الأمعاء تحتوي على حوالي 1000 نوع و7000 نوع من البكتيريا، معظمها من الفصائل Bacteroidetes وFirmicutes. تؤثر عوامل مثل النظام الغذائي، والعمر، والجنس، والبيئة، والوراثة على تركيب الميكروبيوم، وقد تم ربط عدم التوازن الميكروبي بمشكلات صحية متنوعة، بما في ذلك الأمراض التنكسية العصبية مثل الزهايمر. يتم التأكيد على محور الأمعاء والدماغ (GBA) كمسار اتصال حاسم بين الجهاز الهضمي والجهاز العصبي، حيث تلعب المواد الأيضية الميكروبية والناقلات العصبية دورًا حيويًا في تعديل وظيفة الدماغ والاستجابات المناعية.
تهدف المراجعة إلى استكشاف تداعيات ميكروبات الأمعاء في الأمراض المعوية، بما في ذلك مرض الأمعاء الالتهابي (IBD)، ومتلازمة القولون العصبي (IBS)، وسرطان القولون والمستقيم (CRC). تناقش استراتيجيات علاجية محتملة، مثل البروبيوتيك، والمواد الغذائية السابقة، وزرع ميكروبات البراز، لتعديل الميكروبيوم المعوي. علاوة على ذلك، تسعى لتسليط الضوء على العلاجات المخصصة المعتمدة على الميكروبيوم وآفاقها في تعزيز إدارة الاضطرابات المعوية، مما يوفر في النهاية رؤى حول أبحاث الميكروبيوم المستقبلية للوقاية من الأمراض وعلاجها.
نقاش
يسلط النقاش الضوء على الدور المهم لعدم التوازن الميكروبي في مختلف الأمراض، بما في ذلك الاضطرابات المناعية، والأمراض التنكسية العصبية، والحالات الأيضية، والأمراض الالتهابية. يمكن أن يؤثر عدم التوازن الميكروبي على وظيفة المناعة، ويعطل صحة الدماغ، ويزيد من الالتهاب الجهازي، مما يساهم في مشكلات صحية مثل السكري، والسمنة، وبعض أنواع السرطان. تشير الأبحاث إلى أن التغيرات في تركيب الميكروبات المعوية مرتبطة بخلل المناعة والالتهاب، مع أدلة ناشئة من الدراسات الوبائية، والفسيولوجية، والدراسات الشاملة التي تؤكد على الدور الحاسم للميكروبات في الصحة والمرض (Ullah et al., 2023; Cryan et al., 2020).
علاوة على ذلك، يمتد تأثير ميكروبات الأمعاء إلى محور الأمعاء والدماغ، حيث يمكن أن يؤثر عدم التوازن الميكروبي على حركة الأمعاء والصحة النفسية، مما يزيد من تفاقم حالات مثل متلازمة القولون العصبي (IBS) ومرض الأمعاء الالتهابي (IBD). تم ربط أنواع معينة من البكتيريا بتطور السرطان، وخاصة سرطان القولون والمستقيم (CRC) وسرطان المعدة، حيث يمكن أن تؤثر الاختلالات الميكروبية على التسرطن من خلال تعديل المناعة والالتهاب (Kim and Lee, 2022; Wang et al., 2023). تشير النتائج إلى أن فهم التفاعلات المعقدة للميكروبات المعوية مع جهاز المناعة وموادها الأيضية يمكن أن يؤدي إلى استراتيجيات علاجية جديدة للوقاية من الأمراض وعلاجها.
DOI: https://doi.org/10.3389/fcell.2025.1514636
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40078367
Publication Date: 2025-02-26
Author(s): Hanif Ullah et al.
Primary Topic: Gut microbiota and health
Overview
The human gut microbiota, comprising trillions of microorganisms, is integral to gastrointestinal (GI) health and is implicated in various disorders such as inflammatory bowel disease (IBD), irritable bowel syndrome (IBS), celiac disease, and colorectal cancer. Dysbiosis, or microbial imbalance, affects the interplay between the gut microbiota, the host immune system, and the gut-brain axis, leading to these conditions. Recent advancements suggest that microbiome-targeted therapies, including probiotics, prebiotics, fecal microbiota transplantation (FMT), and dietary changes, may effectively restore microbial balance and alleviate symptoms. This review highlights the significance of gut microbiota in GI disease pathogenesis and evaluates emerging therapeutic strategies, emphasizing their potential as personalized alternatives to traditional treatments.
Looking forward, the gut microbiota presents substantial opportunities for diagnosing, treating, and preventing various health conditions. Probiotics have shown efficacy in managing infections and inflammatory diseases, with potential applications in obesity and diabetes management. Future research should focus on microbiota-directed therapies and the identification of metabolite-producing gut bacteria for pharmacological use. Innovations such as artificial prebiotics and personalized probiotics may enhance treatment efficacy. Additionally, integrating microbiome profiling with genomics and metabolomics could lead to the discovery of biomarkers for disease prediction and tailored treatment plans. As the field evolves, a comprehensive understanding of the gut microbiome’s interactions with the immune system will facilitate the development of targeted microbiome-based therapies, potentially transforming the management of GI disorders.
Introduction
The introduction outlines the complex composition and significant role of the gut microbiome, which consists of a diverse array of microorganisms, including bacteria, archaea, viruses, and eukaryotic microbes. It highlights that the gut microbiota contains approximately 1000 species and 7000 types of bacteria, predominantly from the phyla Bacteroidetes and Firmicutes. Factors such as diet, age, gender, environment, and genetics influence the microbiota’s composition, and dysbiosis has been linked to various health issues, including neurodegenerative diseases like Alzheimer’s. The gut-brain axis (GBA) is emphasized as a critical communication pathway between the gastrointestinal tract and the nervous system, where microbial metabolites and neurotransmitters play a vital role in modulating brain function and immune responses.
The review aims to explore the implications of gut microbiota in gastrointestinal diseases, including inflammatory bowel disease (IBD), irritable bowel syndrome (IBS), and colorectal cancer (CRC). It discusses potential therapeutic strategies, such as probiotics, prebiotics, and fecal microbiota transplantation, to modulate the gut microbiome. Furthermore, it seeks to highlight personalized microbiome-based treatments and their prospects for enhancing the management of gastrointestinal disorders, ultimately providing insights into future microbiome research for disease prevention and treatment.
Discussion
The discussion highlights the significant role of gut microbiota dysbiosis in various diseases, including autoimmune disorders, neurodegenerative diseases, metabolic conditions, and inflammatory diseases. Dysbiosis can impair immune function, disrupt brain health, and elevate systemic inflammation, contributing to health issues such as diabetes, obesity, and certain cancers. Research indicates that alterations in gut microbial composition are linked to immune dysfunction and inflammation, with emerging evidence from epidemiological, physiological, and omics studies underscoring the microbiota’s critical role in health and disease (Ullah et al., 2023; Cryan et al., 2020).
Furthermore, the gut microbiota’s influence extends to the gut-brain axis, where dysbiosis can affect gut motility and psychological health, exacerbating conditions like irritable bowel syndrome (IBS) and inflammatory bowel disease (IBD). Specific bacterial species have been associated with cancer development, particularly colorectal cancer (CRC) and gastric cancer, where microbial imbalances can influence carcinogenesis through immune modulation and inflammation (Kim and Lee, 2022; Wang et al., 2023). The findings suggest that understanding the gut microbiota’s complex interactions with the immune system and its metabolites could lead to novel therapeutic strategies for disease prevention and treatment.