Investigating of Relation Between Fibromyalgia Syndrome and Intestinal Microbiota

Fibromiyalji Sendromu ile Bağırsak Mikrobiyotası Arasındaki İlişkinin Araştırılması

Büşra ALBAYRAK,Seda SÜSGÜN,Okan KÜÇÜKKAŞ,Fahri AKBAŞ,Ayşegül YABACI,Semra ÖZÇELİK

Abstract

Fibromyalgia syndrome (FMS) is one of the most frequent forms of chronic widespread pain, with a reported prevalence of 3-10% in the adult population. Clinical presentation of the typical pain and the presence of associated somatic and psychological symptoms form the basis of the diagnosis. FMS is associated with nervous system dysfunction and neurotransmitters act as targets of a number of drugs approved for fibromyalgia. However, although the underlying mechanisms in FMS are not yet known precisely, many hypotheses have been put forward. Considering the relation between fibromyalgia and irritable bowel syndrome (IBS), altered gut microbiome could be associated with fibromyalgia. In this study, it was aimed to investigate the variation of intestinal microbiome levels in patients with FMS compared to healthy controls. For the investigation of the microbiome, fecal samples were collected from a cohort of 54 patients with FMS and 36 healthy individuals. Those with any mental and/or physical illness in the control group were excluded from the study. The FMS patient group was determined according to the “American College of Rheumatology (ACR)” 2010 diagnostic criteria. The fecal samples were stored at -80°C until use and were thawed on ice; for each extraction, 0.3 g of faeces were weighed. Extraction of DNA was carried out with commercial kit according to the manufacturer’s recommendations. Samples were compared using 16S rRNA gene amplification with specific primers of Bacteroidetes, Firmicutes, Enterobacter, Lactobacillus, Streptococcus and Bifidobacterium by the real-time PCR method. According to our results, while the increase of Bacteroidetes and Bifidobacterium was statistically significant (p 0.05). When the relationship between bacteria was evaluated, a high statistically significance and negative correlation was found between Bacteroidetes and the percentage of Firmicutes (r= -0.778, p< 0.001),while a moderate statistical significance and positive correlation was observed between the percentage of Enterobacter and Bifidobacterium (r= 0.460, p= 0.005). The results suggest that the gut microbiota may play a role in fibromyalgia. The balance of Firmicutes and Bacteroidetes phyla in the gut is known to have important effects on intestinal homeostasis. In summary, it is clear that large-scale further research in larger cohorts will be effective in understanding the relationship between the gut microbiome and FMS and evaluating possible treatment options.

Özet

Fibromiyalji sendromu (FMS), yetişkin popülasyonda bildirilen prevalansı %3-10 olan, kronik yaygın ağrının sık görülen formlarından biridir. Tipik ağrının klinik görünümü ve ilişkili somatik ve psikolojik semptomların varlığı tanıya temel oluşturur. FMS sinir sistemi disfonksiyonu ile ilişkilidir ve nörotransmitterler fibromiyalji için onaylanmış bir dizi ilacın hedefi olarak rol oynamaktadır. Bununla birlikte, FMS’de altta yatan mekanizmalar kesin olarak henüz bilinmemekle birlikte birçok hipotez ortaya konmuştur. Fibromiyalji ve irritabl bağırsak sendromu (IBS) arasındaki ilişki göz önüne alındığında, değişen bağırsak mikrobiyomu fibromiyalji ile ilişkili olabilir. Bu çalışmada, FMS tanılı hastalarda sağlıklı kontrollere göre değişen bağırsak mikrobiyom düzeylerinin araştırılması amaçlanmıştır. Mikrobiyom çalışması için FMS tanılı 54 hastadan ve 36 sağlıklı kişiden oluşan kohorttan fekal örnekler toplanmıştır. Kontrol grubunda herhangi bir mental ve/veya fiziksel hastalığı olanlar çalışma dışında bırakılmıştır. FMS’li hasta grubu, “American College of Rheumatology (ACR)” 2010 tanı kriterlerine bağlı kalınarak belirlenmiştir. Fekal örnekler, kullanılana kadar -80°C’de muhafaza edilmiş ve buz üzerinde çözülmüş; her ekstraksiyon için 0.3 g feçes tartılmıştır. DNA izolasyonu, ticari kit ile üreticinin protokolüne uygun olarak gerçekleştirilmiştir. Örnekler, gerçek zamanlı polimeraz zincir yöntemi ile Bacteroidetes, Firmicutes, Enterobacter, Lactobacillus, Streptococcus ve Bifidobacterium’a özgül primerler ile 16S rRNA gen amplifikasyonu yapılarak karşılaştırılmıştır. Sonuçlara göre, hasta grubunda Bacteroidetes ve Bifidobacterium istatistiksel olarak anlamlı bir şekilde artarken (p 0.05). Bakteriler arasındaki ilişki değerlendirildiğinde, Bacteroidetes ile Firmicutes yüzdesi arasında istatistiksel olarak yüksek anlamlı ve negatif korelasyon bulunurken (r= -0.778, p< 0.001), Enterobacter ve Bifidobacterium yüzdesi arasında orta derecede istatistiksel anlamlılık ve pozitif korelasyon gözlenmiştir (r= 0.460, p= 0.005). Sonuçlar, bağırsak mikrobiyotasının fibromiyaljide rol oynayabileceğini göstermektedir. Bağırsaktaki Firmicutes ve Bacteroidetes filumlarının dengesinin bağırsak homeostazı için önemli etkilere sahip olduğu bilinmektedir. Özetle, daha büyük kohortlarda yapılacak büyük ölçekli araştırmaların, bağırsak mikrobiyomu ve FMS arasındaki ilişkiyi anlamada ve olası tedavi seçeneklerini değerlendirmede etkili olacağı açıktır.