Az étrendi mintázatokban meglévő nagy különbségek ellenére, a hús- és a feldolgozott ételfogyasztás körülményei között élő ember mikrobiomja jelentős változáson ment keresztül, ilyen a mikrobiális szénhidrát-aktív enzimek (Carbohydrate Active enZymes – CAZymes) bőségének kialakulása^6,7. A CAZymes jelentős szerepet játszanak a szénhidrátok lebontásában, a glüko-konjugátumok, oligoszacharidok és poliszacharidok szintézisének módosulásában. Ezeket a folyamatokat az étrendváltozásokon kívül egyéb tényezők is befolyásolták (pl. antibiotikumok megjelenése a betegségek kezelésében). Annak felismerése, hogy az étrendváltozások jelentősen hozzájárultak az autoimmun betegségek gyakoriságának növekedéséhez, speciális diétás protokoll (autoimmun protokoll, AIP) kidolgozásához vezetett, melynek lényege, hogy a bél gyulladásos folyamatait esetleg kiváltani képes ételeket kizárják az étrendből. A nyugati típusú táplálkozás nem támogatja a diverz, rugalmas mikrobiota kialakulását. A higiénia hipotézis szerint az élet korai szakaszában a hiper-higiénikus környezet nem segíti a normális immuntolerancia kifejlődését. Az újabb irodalmi adatok alátámasztják, hogy az autoimmun betegségek megjelenésekor a bélrendszer barrier-funkciója károsodik és így az atipikus külső antigének bejutása és érzékelése immundiszregulációhoz vezet^2,3,4,5.

A bél mikrobiom és a gazdatest immunitás

Az élet korai szakaszában a mikrobiota kolonizáció és a gazdaszervezet immunrendszerének kölcsönhatása proinflammatórikus vagy antiinflammatórikus túlsúlyt indukál, mely az egész életre kihat. A császármetszés, nem anyatejes táplálás, antibiotikus használat megzavarhatja ezeket a folyamatokat. Az anyatejben lévő oligoszacharidok elősegítik a Bifidobacterium fajok kolonizációját, melyek a korai mikrobiota túlsúlyban lévő összetevőjévé válnak és fukózt, acetátot, piruvátot és 1,2-propándiolt termelnek elősegítve ezzel a mikrobiota expanziót és segítve a kommenzális flóra iránti tolerancia kialakulását^8,9. A szilárd táplálék bevezetése után (6 hónapos kor körül) a baktériumközösség jelentősen megváltozik, nagymennyiségű különböző metabolitot termelve (pl. butirátot, mely elősegíti a vastagbél nyálkahártya érését¹⁰ és gátolja a nagy patogén potenciállal rendelkező baktériumok növekedését¹¹). A mikroba antigén okozta nem megfelelő TLR stimuláció hatással lehet autoimmun betegség progressziójára (SLE egérmodellben TLR7 overexpresszió figyelhető meg¹¹). Ebben a kísérletben a lupus progresszióját csökkenteni lehetett rezisztens keményítő etetésével, megváltoztatva ezzel a mikrobiális flóra és metabolitok összetételét¹¹. Sclerosis multiplex állatkísérletes vizsgálata során a TLR2 receptort bakteriális lipoproteinekkel stimulálva, csökkent a betegség súlyossága¹². Ezek az eredmények azt támasztják alá, hogy a bél mikroorganizmusokra jellemző molekuláris mintázat a TLR szignál fontos regulátora, mely hozzájárul a tolerogén bélkörnyezethez¹².

Az autoimmun betegségek keletkezését, melynek alapja a mikrobiom mintázat megváltozása és a bél barrier funkciójának működészavara, állatmodelleken végzett tanulmányok bizonyították^2,13,14. Az étrendváltozások hatással vannak a mikrobiom összetételére és metabolit termelésére. A bél mikrobák közvetlenül (mikroba asszociált molekuláris mintázatok – MAMPs és patogén asszociált molekuláris mintázatok – PAMPs révén) vagy indirekt módon (metabolit termelés változása útján) hatnak az innate és az adaptív immunitásra. A megsérült nyákréteg vagy a meggyengült tight junction miatt károsodott bél barrier hozzájárul az antigén prezentáló sejtek (dendritikus sejtek, makrofágok) atipikus antigéndetektálásához. A toll-like receptor (TLR) toleranciát módosítani képes bél mikrobiom¹⁵ is szerepet játszhat az autoimmun betegségek súlyosbításában, mivel a kommenzális baktériumok által kiváltott inadekvát TLR aktiváció magzavarhatja az immunregulációt^16,17. Az autoimmun betegekben a CD4⁺ T-sejt populáció a betegséget aktiváló Th1 és Th17 irányba tolódik, míg a regulátoros T sejtek (T_reg) aránya csökken. Mindez hatással van a mikroba metabolitok (mint butirát¹⁸ vagy propionát¹⁹) keletkezésére.

Autoimmun betegekben mikrobiom kiváltotta adaptív immun diszreguláció figyelhető meg. Sclerosis multiplexben szenvedő betegek mikrobiomjában nagyobb arányban található Akkermansia muciniphila és Acinetobacter calcoaceticus, melyek szerepe bizonytalan a bél homeosztázisban, in vitro a Th1 differenciálódást stimulálják, de a T_reg irányba differenciálódást nem¹⁷. Az emlős bél kommenzális flórája, főként a Clostridium IV és XIVa klaszterek, melyek az élelmiszerrostokat butiráttá képesek bontani, a T_reg fejlődést indukálják, egér modellben mennyiségük fordítottan arányos a colitis súlyosságával¹⁸. Jellegzetes, hogy autoimmun betegségekben T_reg/effektor T arány eltolódik a homeosztatikus szinthez képest: csökken a tolerogén, IL-10 termelő CD25⁺FOXP3⁺ T (T_reg) sejtek száma az effektor Th1 és Th17 sejtekhez képest²⁰. Ezek a változások hozzájárulhatnak a bél áteresztőképességének növekedéséhez a keletkező pro-inflammatorikus citokinek (TNFa, IL-17) miatt, mivel ezek módosítják a tight junction fehérjéit – ezt egér modellben^21,24 és sclerosis multiplexben szenvedő betegekben^22,23 bizonyították.

Az étrend és a mikrobiom

Az étrendváltoztatás módosítani képes a mikrobiom és az általa termelt metabolitok összetételét^25-28. A Bacteroides törzsek jelentős növekedése a Prevotellához képest a rostbontó enzimek génjeinek csökkenésével jár²⁹.

Étrendi szénhidrát fermentáció témában számos randomizált, kontrolált vizsgálat történt, melyekben a rostbevitel mikrobiom-összetételre vagy aktivitásra gyakorolt hatását értékelték. A mikrobiom-változások egyének szerint különbözőek, viszont egy kiválasztott roststruktúrára adott válasz meglepően ellentmondásmentes³⁴. Például a kukorica rezisztens keményítőjét (resistant starch – RS4) vizsgálva dózis-válasz tanulmányban az Eubacterium rectale megszaporodását észlelték, míg a tápióka RS4 a Parabacteroides distasonis növekedését idézte elő³³.

Prebiotikumok és posztbiotikumok definíciójuk szerint (International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics) szelektíven a gazda mikroorganizmusok által használt szubsztrátok, melyek jótékony hatásúak az egészségre³⁵. Egy magas rost-tartalmú diétát vizsgáló (17 hétig tartó prospektív, randomizált) tanulmányban a résztvevők CAZyme profiljának megváltozását figyelték meg, az SCFA termelődés változása nélkül³⁶. A bevitt rost mennyisége a széklet szénhidrát tartalmával mutatott korrelációt, ami arra utal, hogy a mikrobiota nem volt képes teljesen lebontani a rostot, mivel a rostbontó út telítődött. A rostbevitel növelése közvetlenül nem jelenti az SCFA szintézis fokozódását, az a mikrobiota állapotától is függ. Egy colitis ulcerosa betegségben szenvedők csoportját elemző tanulmányban azt találták, hogy az érintettekben a fő butirát termelő baktériumok – Roseburia hominis és Faecalibacterium prauznitzii – mennyisége csökkent az egészségesekéhez képest és a csökkenés mértéke a betegség aktivitásával párhuzamosan változott^37,38. Ezek alapján elmondható, hogy a bakteriális SCFA termelés mértéke jobb mutató, mint a bevitt rost mennyisége. Az SCFA termelés szükséges az immun-homeosztázishoz és a bél egészséges barrier funkciójához³⁹. Ez irányította a figyelmet a mikroorganizmusok által termelt metabolitok, a posztbiotikumok gazdaszervezet egészségét jótékonyan befolyásoló hatására. Állatkísérletben és humán vizsgálatban igazolódott, hogy a nem megfelelő butirát képződés hatására a nyáktermelő kehelysejtekben a b-oxidációt anaerob glikolízis váltja fel, mely negatívan hat a kehelysejtek differenciálódására és MUC2 (a nyák fő glikoprotein komponense) termelődésére⁴⁰. Ezzel fokozódik a mikróbák oxigén kitettsége⁴¹, mely kedvezőtlenül hat a fő butirát termelő anaerobokra⁴². A butirát egy másik jótékony hatása, hogy downregulálja a proinflammatorikus citokinek transzkripcióját, és elősegíti a Th-sejtek Treg sejtekké differenciálódását^39,43. A másik fő SCFA, a propionát fontos szerepet játszik a májban folyó glükoneogenezisben, a jólakottság érzés kialakulásában és a koleszterin csökkenésében⁴⁴. Egy sclerosis multiplexes betegcsoportban a rutin kezelést propionát adással kiegészítve remissziót értek el és a T_reg sejtek száma nőtt a Th1 és Th17 sejtek számának csökkenése mellett⁴⁵.

Exkluzív vagy eliminációs diéta az SCFA termelés optimalizálását célozza. IBD betegek esetén ez nem egyszerű, mivel a páciensek rost fogyasztása után puffadásról, túlzott gázképződésről panaszkodnak⁴⁶. Bár összetett szénhidrátok adása nem javasolt a betegség aktiív fázisa alatt vagy sebészeti beavatkozás után, de remisszió alatt szerepet játszhat a diétában. IBD betegeknek exkluzív (EEN) vagy részleges enterális táplálást (PEN) javasolnak. Előbbi esetén ez lehet elementáris (aminosavakat tartalmazó), szemi-elementáris (oligopeptideket tartalmazó) vagy polimer (teljes fehérjéket tartalmazó) folyékony étrend. PEN esetén a folyékony táplálékot szilárd étellel egészítik ki, melynek alapja a CDED – a Crohn betegek exklúziós étrendje. Ennek lényege, hogy energia- és fehérjegazdag, zsírszegény, durvarost-mentes, tejmentes, továbbá az egyszerű cukrokat nélkülözi. A CDED csökkenti a Proteobacteriumok mennyiségét és a gyulladást. Az EEN segíti a Crohn betegek remisszióját, megváltoztatja a vastagbél-mikrobiota metabolit-termelését: a fehérje fermentáció dominál a szénhidrát erjesztéssel szemben⁴⁷. Nem egyértelmű, hogy mi az a tényező, ami a remissziót valójában kiváltja: a rosthiány, egyéb étrendi komponens hiánya, a baktériumok diverzitásának és sűrűségének csökkenése vagy mindezek kombinációja¹.

fehérjék emésztésük során a gazdaszervezet enzimjei segítségével aminosavakra, kisebb peptidekre bomlanak, melyek zöme a vékonybélből felszívódik. A peptidek egy része elérheti a vastagbelet, ahol a mikrobák alakítják át. Kísérletes adatok alapján ezeknek 17-38%-ából rövid szénláncú zsírsav (SCFA) képződik. A fehérjedegradáció során a kommenzális flóra esszenciális aminosavakat és elágazó láncú zsírsavakat (BCFA) is képez, melyek a clonocyták alternatív energiaforrásaként működnek⁴⁹. Emellett toxikus anyagok is keletkeznek: ammónia, kénhidrogén, fenolok, melyekről állatkísérletben (egér) bebizonyult, hogy fokozzák a bél áteresztőképességét⁴⁸.  IBD egérmodellben állati eredetű fehérjékkel történt táplálás a colitis fellángolását, proinflammatorikus makrofágok aktiválódását okozták, ugyanakkor növényi fehérjék ilyen folyamatokat nem váltottak ki⁵⁰. A különböző fehérjék – leszámítva, hogy minden aminosav deaminálódik ammóniaképzés közben – biokémiai jellegzetességeiktől függően másként befolyásolják a baktériumokat:

• BCFA (elágazó szénláncú zsírsav) csak az elágazó láncú aminosavakból keletkezik⁵¹;
• a szulfatált aminosavak a szulfát-redukáló, kénhidrogén képző baktériumoknak kedveznek, azok expanzióját okozzák, mint ahogy az colitis ulcerosában szenvedő betegekben ez megfigyelhető volt⁵²;
• az aromás aminosavakat főként az Enterobacter és Escherichia fajok kedvelik, azokból fenolokat képeznek;
• az egyik esszenciális aminosav, a triptofán mikrobák általi metabolizációja során (indol-út) keletkező termékek a gazdaszervezet aril-szénhidrogén receptoraihoz kötődve csökkentik a proinflammatorikus citokinek és kemokinek expresszióját és elősegítik az IL-22 termelődését, mely antimikrobiális peptidek felszabadítására késztetik az epithelium sejteket és szabályozzák a mikrobiota növekedését^53,54;
• triptofán bevitel vagy triptofán termelő Lactobacillus törzsek enyhítették a colitis egérkísérletben^53-55.

Az étrendi zsír metabolizmusának hatása amellett, hogy táplálékforrást jelent a bélmikrobák számára, az epesavtermelés fokozásán keresztül hat a mikrobiota összetételére^56,57, elősegíti a nagy patogén potenciállal rendelkező kommenzális baktériumok⁵⁸ (pl. Bilophila wadsworthia) szaporodását. A mikrobiota összetételének megváltozása zsírbevitel hatására, a mikrobák termelte másodlagos epesavak mennyiségét módosíthatja. A magas zsír-tartalmú étel a lipopoliszacharidok (LPS) növekedésével, a proinflammatorikus TLR4 útvonal indukálásával jár, s ez alacsony szintű gyulladáshoz vezet, mely alapvető hatással van az autoimmun aktivitásra^60,61. Hasonlóan LPS forrást és proinflammatorikus hatást jelent a Gram-negatív baktériumok megszaporodása⁶⁰, melyet az LPS-okozta gyulladást csökkenteni képes Bifidobacterium fajok tudnának ellensúlyozni – így ezek megkevesbedése is a proinflammatorikus folyamatoknak kedvez⁶⁰. Ugyanakkor telítetlen zsírsavakban gazdag étel (pl. dió) fogyasztása a Faecalibacterium, Roseburia és Clostridium törzseket gazdagítja, melyek csökkentik a mikrobáktól származó proinflammatorikus hatású másodlagos epesavak termelődését⁵⁹.

Az ételfeldolgozás a következőket foglalja magába: hő (pl. főzés), mechanikus hatás (pl. szeletelés, darálás, felverés), adalék anyagok használata, a tartósság és az emészthetőség fokozásáért, az étel ízének és megjelenésének javításáért. A keményítőben gazdag nyers gumók fogyasztása csökkenti a baktériumok mennyiségét, fokozza a mikrobiom metabolizmust, ha azt összehasonlítjuk főtt gumókat fogyasztó egyének mikrobiotájáva⁶².  A mikrobiális metabolizmus a gazdaszervezetre nézve lehet jótékony vagy toxikus, továbbá módosíthatja a gyógyszerek hatását⁶³. A teljes kiőrlésű búzaliszt főzési-fagyasztási ciklusokkal történő kezelése jelentősen megnöveli a rezisztens keményítő arányát, melynek in vitro fermentálódása során emelkedik a propionát-szint és a Bifidobacteriumok száma⁶⁴. Az adalékanyagok használatának egyre gyakoribbá válásával megszaporodtak az autoimmun betegségek, melyben a tight junction integritásának károsodása és a bél-permeabilitás fokozódása játszhat szerepet⁶⁵. A különböző (exklúziós, eliminációs) diéták alkalmazásánál általános elv az élelmiszeripari termékek, adalékokat tartalmazó ételek kivonása az étrendből.

A mikrobiota módosításának lehetőségei

A különböző autoimmun betegségekben szenvedő páciensekben a mikrobiális diverzitás alacsony⁶⁷, a diverzitás gazdagítása előnyt jelent a mikrobiota és így a beteg számára⁶⁶. Azonban nem lehet azt állítani, hogy a nagyon diverz mikrobiom azonos az egészséges mikrobiommal. A machine learning a hatásos eszköze annak, hogy a meglévő metagenomikus és metabolomikus adatokat kiaknázva jobban megismerhessük az autoimmun betegségek és a mikrobiom összefüggéseit⁶⁸.

(Machine learning: komputereket használó módszer, melynek során a gépeknek megtanítják, hogyan használják az adatokat hatékonyabban. A gépek képessé válnak tanulni, közvetlen programozás nélkül⁷⁰.)

A gazdaszervezet genetikai tényezői, meglévő mikrobiotájának állapota (egyéb tényezők mellett) befolyásolhatja, hogy a páciens hogyan reagál az étrendváltoztatásra^26,69,71-73. Egyre több ismeret gyűlik össze a diéta segítségével történő bél mikrobaösszetétel személyre szabott megváltoztatásával kapcsolatban.

Az optimális beavatkozáshoz figyelembe kell venni a betegség állapotát, a betegségre jellemző biomarkereket, a bél mikrobiom összetételét és működését valamint a beállított gyógyszeres kezelést. A terápiás diétát személyre szabottan kell megállapítani, megelőzően prediktív modellezés szükséges: humán randomizált, kontrollált vizsgálatok, cross-over étrendi beavatkozások szükségesek ahhoz, hogy biztosítsák a betegség remisszióját, továbbá az állat kísérletes vizsgálatok eredményét humán tanulmányokban kell értékelni, majd az itt szerzett tapasztalatokat vissza kell fordítani a kísérleti munkába. [Pl. humán mikrobiom-asszociált (HMA) rágcsáló modellt beteg és kontrol mintákkal kolonizálnak és ezeket az állatokat vizsgálják különböző összetevőjű diéta alkalmazása mellett.]¹

A bél mikrobiota befolyásolása

Számos lehetőség kínálkozik a bél mikroba rendszerének manipulálására, mely az egészséges mikrobiota helyreállítását célozza. Ezek a technikák:

• a széklet mikrobiom transzplantáció (FMT) és ennek kombinálása speciális diétákkal vagy étrendkiegészítőkkel;
• az ortogonális niche engineering.

FMT és diéta együttes alkalmazása hatásosan javíthatja a beteg állapotát, bár működésének mechanizmusa még nem teljesen feltárt. Az eljárást először rekurráló gasztrointesztinális Clostridioides difficile infekció (CDI) kezelésére alkalmazták, sikeresen: a módszerrel betegek mintegy 90%-a tünetmentessé vált⁷⁵. Az FMT kezelés hatását számos egyéb betegségben is elkezdték tanulmányozni: T1DM⁷⁶, sclerosis multiplex⁷⁷, cöliákia⁷⁸, rheumatoid arthritis⁷⁹– ezekkel kapcsolatban egyenlőre kevés adat áll rendelkezésre. A colitis ulcerosa^80-83, Crohn betegség^84-85, májbetegségek^86,87, metabolikus szindróma⁸⁸, kóros neurológiai folyamatok⁸⁹ jobban vizsgált állapotok, de a kezelés hatásossága ezekben az állapotokban nem közelítette meg a CDI kezelésének sikerét. Az a hipotézis, hogy bizonyos mikrobiota összetétel kiválthatja a betegséget vagy ronthat a páciens állapotán (pl. az IBD bizonyos alcsoportjaiban⁹⁰), mégis érvényesnek mondható, annak ellenére, hogy a nem tökéletes eredmények bizonyos csapdák és okok miatt jól dokumentáltak^91-93. Bár nem alaposan kutatottak, de két megközelítést figyelemre méltónak tartanak:

• a recipiens étrendjét hasonlóvá teszik a donoréhoz, hogy a donor mikrobiota hatása biztosabb legyen az új gazdaszervezetben vagy
• az egészséges donor mikrobiota jótékony hatású komponenseit próbálják meg erősíteni CDED diétával vagy inulin-típusú fruktánok adagolásával, mely támogatja az SCFA termelő Roseburia és Faecalibacterium fajok felszaporodását^74,96.

Az FMT önmagában csak részlegesen eredményes a tünetek enyhítésében⁹⁴ vagy a remisszió indukálásában⁸⁰. Emfizémás egereken vizsgálva, az FMT rostdús diétával kiegészítve kedvező hatással volt a mikrobiota összetételre és az SCFA termelésre⁹⁵. Azokban az esetekben, mikor a donor mikrobiota összetétele nem ismert az FMT-t támogató diéta tervezése behatárolt. Egészséges donor székletéből származó jól-definiált kultúra használatára kellene törekedni^97,98.

Probiotikum – diéta kombináció és a szinbiotikumok az FMT-től független lehetőség, ha egy vagy több (pl. VSL#3⁹⁹) mikroba- törzset adnak, mint probiotikumot. Ez gyakran alkalmazott terápiás lehetőség IBD páciensek kezelésére^98,100,101. A mátrix, amiben a probiotikumot bejuttatják lehet étel (pl. joghurt, gabonaszelet), lehet protektív emulziót vagy biopolimert tartalmazó kapszula. A bevitt baktériumok életképességének megőrzése szempontjából fontos, hogy melyik formát választjuk, hiszen a választott mikrobák érzékenyek lehetnek a pH változásra (pl. a gyomor erősen savas környezete), a nem megfelelő oxigén tartalomra (a kommenzális flórában sok az obligát anaerob). A sikeres kolonizációhoz a mikrobák megfelelő védelme mellett fontos az is, hogy megfelelő tápanyaghoz jussanak¹⁰².

A prebiotikumokat és probiotikumokat kombinálhatják, ezek a szinbiotikumok. A komplementer szimbiotikumok jótékony hatású, de egymástól független prebiotikum – probiotikum keverékből állnak, a szinergista szinbiotikumokban lévő prebiotikum a probiotikum működését segíti, javítja annak túlélési esélyét és beépülését a gazdaszervezet mikrobiotájába³⁰.  A szinbiotikumok tanulmányozása emberben csak most kezdődött, de bizonyos kombinációkat hatásosnak találtak autoimmun betegek kezelésében. Bifidobacteriumok és Lactobacillusok kombinálása útifű maghéjjal¹⁰⁴, frukto-oligoszacharidokkal¹⁰⁵ és inulinnal^106,107 kedvező hatásúnak bizonyult IBD betegekben. Hasonlóképpen rheumatoid arthritisben a Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei és Bifidobacterium bifidum inulinnal kiegészített keveréke¹⁰⁸, továbbá 1. típusú diabéteszben a Lactobacillus sporogenes maltodextrinnel és frukto-oligoszacharidokkal kombinálva¹⁰⁹ mutatott jótékony hatást.

Az ortogonális niche engineering a szinbiotikum-koncepció továbbfejlesztése abban, hogy a mikroorganizmus-szubsztrátum kapcsolatot használja ki a baktériumok gazdaszervezet mikrobiotájába történő beépítéséhez^110,111.

[Niche (ökológiai fülke): olyan tényezők együttese, avagy kölcsönhatása, aminek köszönhetően bizonyos fajok és populációk életben tudnak maradni, azaz nem pusztulnak el és nem kerülnek a kihalás veszélyébe¹¹².]

Míg általában a szinbiotikumokban lévő prebiotikumok mindennapi tápanyagok, az ortogonális niche engineering során nem, vagy ritkán alkalmazott összetevőket használnak prebiotikumként a feladat ellátására. Pl. egy tengeri algából (Porphyra nemzetség) származó szulfatált poliszacharidot, a porfiránt alkalmazzák humán kommenzális mikrobiota egérbélbe történő betelepítésére^110,111. Az emberi mikrobiom azon képessége, hogy a tengeri algát bontani tudja, elterjedtebb, mint eredetileg feltételezték. Az ortogonális niche engineering lehetővé teszi, hogy a bevitt baktériumok életképesek maradjanak a bél mikrobiomban és génjeik hasznosíthatók legyenek¹¹³. Az olyan folyamatok, mint az agaróz, a porfirán és a karragén lebontása, felhasználhatók jótékony hatású baktériumok betelepítésére, melyek vagy vad típusúak, vagy egy eredeti törzs módosított változatai, vagy az ortogonális tápanyagot felhasználni képes génekkel transzfektálták azokat. A módszer lehetőséget ad az indusztrializáció során elvesztett baktériumok visszavezetésére az emberi bélflórába. Ilyen például a Lactobacillus reiteri, melynek SLE-ben és sclerosis multiplexben kifejtett immunmodulátoros hatását részletesen vizsgálták egérkísérletekben^114,115. Egy másik irány olyan rekombináns baktériumok létrehozása, melyek terápiás hatású vegyületeket termelnek. Például: Streptococcus thermophilus és Lactococcus lactis törzseket IL10 génnel transzfektáltak IBD állatok kezeléséhez¹¹⁶, továbbá Lactococcus lactis törzs DNS-ébe a humán defenzin-5    génjét vitték be, mely az NF-kB útvonal blokkolásával enyhítette a kísérleti állatok dextrán-szulfáttal kiváltott colitisét¹¹⁷.

A szokatlan nutriensek lehetővé teszik, hogy a kolonizáció mértéke és tartama egyénhez szabottan történjen. A hosszantartó folytonos, specializált tápanyagbevitel azonban az implantált baktériumok aktivitásának csökkenéséhez vezethet¹¹⁰. További probléma lehet, hogy a speciális tulajdonság (a gén, amivel a bevitt baktériumot transzfektálták), átjut más baktériumokra is horizontális géntranszfer útján¹⁰³ és ez a specificitás csökkenéséhez vagy teljesen megváltozott válaszhoz vezethet.

Epidemiológiai vizsgálatok meta-analízise szerint a nagyobb rostbevitel (25-29g/nap) a nem-fertőző betegségek (pl. szív koszorúér betegségek, stroke, 2. típusú cukorbetegség, vastagbélrák) előfordulásának jelentős csökkenéséhez vezetne. Bár ígéretes adatok mutatják az étrendváltoztatás és a mikrobiom állapotának jelentőségét autoimmun betegségekben, ezek hatásmechanizmusa nem minden ponton ismert. Pl. azok a személyek, akiknek bélflórájában nagyobb arányban található Prevotella copri a Bacteroides fajok rovására, hajlamosabbak rheumatoid arthritis (RA) kifejlődésére^31,118. Az RA betegek tüneteinek súlyossága különböző (vegán, glutén-mentes) diétával enyhíthető¹¹⁹. Ez az összefüggés bizonytalan¹²⁰, annak ellenére, hogy számos tanulmány a mikrobiom- és étrendváltoztatás hatásossága mellett szól¹²¹.

Több kihívással kell még megküzdeni a mikrobiom-manipuláció területén. A humán mikrobiota rugalmassága miatt az állatkísérletek eredményei a humán vizsgálatok során nem adják azt a kifejezett változást, amit a kísérletek eredményei mutattak¹²².  Bár az étrendváltoztatás a bélflóra megváltoztatásának hatásos eszköze lehet, de a diéta felfüggesztése a mikrobiota előző állapotába való visszatéréséhez vezethet¹²³. Számos további vizsgálat és meggyőző eredmény szükséges ahhoz, hogy az egyénre szabott mikrobiota manipulálás a rutin kezelés részévé válhasson.