The Interplay between Gut Microbiota and the Immune System in Liver Transplant Recipients and Its Role in Infections

Abstract

Liver transplantation (LT) is a life-saving strategy for patients with end-stage liver disease, hepatocellular carcinoma and acute liver failure. LT success can be hampered by several short-term and long-term complications. Among them, bacterial infections, especially due to multidrug-resistant germs, are particularly frequent with a prevalence between 19 and 33% in the first 100 days after transplantation. In the last decades, a number of studies have highlighted how gut microbiota (GM) is involved in several essential functions to ensure the intestinal homeostasis, becoming one of the most important virtual metabolic organs. GM works through different axes with other organs, and the gut-liver axis is among the most relevant and investigated ones. Any alteration or disruption of GM is defined as dysbiosis. Peculiar phenotypes of GM dysbiosis have been associated to several liver conditions and complications, such as chronic hepatitis, fatty liver disease, cirrhosis and hepatocellular carcinoma. Moreover, there is growing evidence of the crucial role of GM in shaping the immune response, both locally and systemically, against pathogens. This paves the way to the manipulation of GM as a therapeutic instrument to modulate the infectious risk and outcome. In this minireview we provide an overview of the current understanding on the interplay between gut microbiota and the immune system in liver transplant recipients and the role of the former in infections.

Modifiable contributing factors to COVID-19: A comprehensive review

“…Among them, bacterial infections, especially due to multidrug-resistant germs, are particularly frequent with a prevalence between 19 and 33% in the first 100 days after transplantation …..there is growing evidence of the crucial role of GM in shaping the immune response, both locally and systemically, against pathogens …..we provide an overview of the current understanding on the interplay between gut microbiota and the immune system in liver transplant recipients and the role of the former in infections." Ancona et al (2021) end-stage liver disease; hepatocellular carcinoma; acute liver failure; bacterial infections; multidrug-resistant germs; gut microbiota; intestinal homeostasis; gut-liver axis; dysbiosis; chronic hepatitis; fatty liver disease; cirrhosis; hepatocellular carcinoma; immune response; infectious risk; gut microbiota; immune system; infections IIC “In the liver transplantation in addition to the operation shock deterioratingly comes the intensive blood contact with the often heavily damaged graft cells, the effectors of the immune system (rejection), the temporary disturbance of the clearance function of the liver RES and the basic disease of the recipient which in most cases disposes to the disseminated intravasal coagulation. The reduction of thrombocytes and coagulation factors extensively transgresses the changes which are to be expected by a weakness of the synthesis during and immediately after the anhepatic phase."…”

The «microbiome» of post-liver transplant complications

“…При этом наиболее часто встречающимися осложнениями являются внутрибрюшная инфекция, первичная бактериемия и посттрансплантационная пневмония, а наиболее часто выявляемыми микроорганизмами -стафилококки, энтерококки и кишечная палочка. В свою очередь, высокий MELD, билиодигестивный анастомоз, наличие инфекций перед трансплантацией также являются известными прогностическими факторами риска развития данного вида осложнений после ТП [11][12][13][14][15]. К тому же колонизация бактериями с множественной лекарственной устойчивостью и выраженность иммуносупрессивной терапии после ТП существенно отягощают прогноз общей выживаемости и выживаемости трансплантата [13,[16][17][18][19][20].…”

“…There is a marked difference in the microbiome palette in patients before and after liver transplantation омного происхождения кишечника, которое реализуется за счет анатомической и физиологической связи кишечника и печени, осуществляемой посредством портальной венозной системы и желчевыводящих путей, составляющих в своей совокупности ПИО. Становится ясно, что ПИО вносит весомый вклад в развитие перечисленных осложнений и факторов риска [11,12,21]. Все большее подтверждение тому можно найти в исследованиях последних лет, указывающих на бактериальные комменсалы и продукты бактериального комменсаллизма, такие как PAMPs, которые могут свободно перемещаться из просвета кишечника в печень на фоне компрометированного патологическим процессом организма, запуская тем самым каскад иммунных и провоспалительных реакций [22,23].…”

“…В конечном итоге PAMP и/или DAMP создают провоспалительную среду, приводящую к повреждению гепатоцитов, активации клеток Ито и фиброзу печени. Именно этому пути сегодня придается большое значение в формировании осложнений после ТП, в частности, таких как инфекционные осложнения, острое и хроническое отторжение трансплантата, посттрансплантационный фиброз печени [11,19,23,54]. Кроме того, значимость ПИО и кишечного микробиома в аспекте иммунного ответа дополнительно подчеркивается исследованиями, демонстрирующими связь между развитием ГЦК и хроническим воспалением печени, вызванным транслокацией микробиома, в частности развитию карциномы печени на фоне NASH [23,61].…”

“…В свою очередь, желчные кислоты метаболизируются в кишечнике микробиотой, с образованием вторичных желчных кислот, активирующих специфические рецепторы, в частности ядерный рецептор фарнезоида X (FXR) и рецептор желчных кислот, связанных с G-белком -Gpbar1 (также называемых TGR5). Эти рецепторы регулируют многочисленные иммунологические и метаболические пути в организме хозяина, которые могут также косвенно влиять на кишечную микробиоту [8,11,12,57].…”