1 Farmakomikrobiomika doc. RNDr. Petra Bořilová Linhartová, Ph.D., MBA RECETOX, PřF MU Personalizovaná medicína ̶ Mikrobiota • Tvoří 1-3 % tělesné váhy člověka • Komplexní ekosystém dle specifické lokalizace a podmínek • 10x více bakterií než je buněk v lidském těle ̶ Mikrobiom je soubor genů všech mikroorganizmů osidlujících lidské tkáně a tekutiny • Jedinečný otisk • Projekt • 100x více genů mikrobiomu než v lidském genomu (27 tis. genů) Úvod Lidská mikrobiota a mikrobiom Personalizovaná medicína2 NIH Human Microbiome Project Arnold et al., 2019 ̶ Mozek • Osobnost a myšlení ̶ Imunitní systém • Adaptivní IS ̶ Genom • Fenotyp Filozofický pohled Člověk Personalizovaná medicína3 Rees et al., 2018 Lidská mikrobiota ̶ Eukaryota • Houby • Prvoci ̶ Bakterie ̶ Archaea ̶ Viry ̶ Spojivky ̶ Ústní dutina ̶ Dýchací cesty ̶ Mléčné žlázy ̶ GIT ̶ Kůže ̶ Urogenitální trakt ̶ Osa střevo-mozek • Stres, deprese, autismus, PD, AD • Regulace pomocí pre- a probiotik ̶ SCFA regulují GPR41zprostředkovanou aktivitu sympatického NS – E výdej ̶ Tryptofan má přímý vliv na spánek ̶ Neurotransmitery ̶ Cytokiny Mozek Lidská mikrobiota Personalizovaná medicína4 Kimura et al., 2011 Jenkins et al., 2016 Cryan a Dinan, 2012 ̶ SCFA • Stimulace produkce střevního hlenu • Diferenciace B buněk na plazmatické buňky produkující Ig • Spojeny s protizánětlivým fenotypem (inhibice histonových deacetyláz) ̶ Bacteroides fragilis PSA • Indukce CD4+ T lym profil – indukce Treg a suprese Th17 a Th1 ̶ Niacin, tryptofan, taurin (inflamazom) Imunitní systém Lidská mikrobiota Personalizovaná medicína5 Rooks a Garrett, 2016 Belkaid a Hand, 2014 ̶ Epigenetické modifikace ̶ Metabolizace xenobiotik (nepřímo/přímo) ̶ Personalizovaná terapie „Druhý genom“ Lidský mikrobiom Personalizovaná medicína6 Spanogiannopoulos et al., 2016 Střevní mikrobiota Mikrobiální metabolity Metabolity hostitele Střevní mikrobiota Modifikované metabolity hostitele Změna v metabolizaci xenobiotik hostitelem Proléčivo Léčivo nebo metabolit Neaktivní forma Aktivní forma Aktivní forma Toxický metabolit Anti- mikrobiální účinek Selektivní bakteriální růst Sayers et al., 2018 ̶ terapie pacienta se srdečním selháním nebo arytmii pomocí digoxinu ̶ Eggerthella lenta – běžně, jen specifický kmen s geny cgr1 a cgr2 inaktivuje digoxin ̶ Arg inhibuje operon cgr1 / cgr2 geny Farmakoterapie Lidská mikrobiota Personalizovaná medicína7 Koppel et al., 2018 ̶ orální antivirotikum sorivudin ̶ protinádorové léčivo tegafur ̶ Bacteroides sp. Farmakoterapie Lidská mikrobiota Personalizovaná medicína8 http://www.discoverymedicine.com/Alain-Li-Wan- Po/files/2013/05/discovery_medicine_no_84_alain_li -wan-po_figure_2.jpg.jhtml?id=2|attachment_11 Vize Hostitelský mikrobiom Personalizovaná medicína9 ̶ Interakce mezi hostitelem a orálním mikrobiomem – kombinace přístupů Current Methods for Studying the Human Microbiome, 2017) ̶ Tato prezentace je autorským dílem vytvořeným zaměstnancem Masarykovy univerzity. ̶ Studenti kurzu/předmětu mají právo pořídit si kopii prezentace pro potřeby vlastního studia. ̶ Jakékoliv další šíření prezentace nebo její části bez svolení Masarykovy univerzity je v rozporu se zákonem. Informace o duševním vlastnictví Personalizovaná medicína10