Suolibakteerit: Virusten yllättävä vaikutus

Mikrobiomilla on tärkeä rooli terveydessä. Tuoreessa tutkimuksessa on tutkittu, kuinka suolistobakteereja tappavat virukset vaikuttavat näihin mikrobeihin. Tulokset tekevät jo monimutkaisesta kuvasta paljon enemmän.

Bakteriofageja (kuvattu tässä) on enemmän kuin bakteereja.

Lisätietoja tutkimuksesta tuetuista tiedoista mikrobiomista ja siitä, miten se vaikuttaa terveyteesi, käy erillisessä keskuksessamme.

Mikrobiomi on sekä kiehtova että muodikas.

Yleisen mielenkiinnon lisääntyminen on lisännyt rahoitusta meidän ja suolistobakteereidemme välisen vuorovaikutuksen tutkimiseen.

Tutkijat ovat nyt löytäneet suhdetta mikrobiomin ja erilaisten sairauksien välillä diabeteksesta ja liikalihavuudesta Parkinsonin taudin ja masennuksen välillä.

Suolistobakteerien korkean profiilin ansiosta ruokakauppojen hyllyt ovat nyt täynnä probiootteja.

Huolimatta niiden laajasta saatavuudesta ja suosiosta, on kuitenkin vain vähän todisteita siitä, että ne tarjoavat monia etuja muutaman erityisolosuhteen ulkopuolella.

Vaikka tiedemiehet tietävät, että mikrobit ovat elintärkeitä, on suunniteltava tapa kohentaa niitä terveyden parantamiseksi ja tautien torjumiseksi vielä kaukana.

Ensisijainen syy tähän on mikrobiomin häikäisevä monimutkaisuus. Se ei ole yksi, homogeeninen kokonaisuus, vaan mikroskooppisten olentojen maailma, jotka ovat vuorovaikutuksessa, vaikuttavat ja estävät naapureitaan ja jotka kykenevät tappamaan, ravitsemaan ja kommunikoimaan toistensa kanssa.

Jo tässä vaiheessa voimme nähdä suuria vaikeuksia ymmärtää mikrobiomin sisään- ja ulospäin, mutta jotkut tutkijat tutkivat seuraavaa monimutkaisuuden tasoa: bakteriofageja.

Esittelyssä bakteriofagi

Bakteriofagit tai yksinkertaisesti faagit ovat viruksia, jotka tuhoavat yksinomaan bakteereja. On uskomatonta, että faagit ylittävät bakteerien määrän; missä on bakteereja, siellä on faageja patioissa.

Myös faagit ovat spesifisiä; niillä on taipumus tuhota vain yksi bakteerilaji tai -kanta. Ennen antibioottien tuloa tutkijat käyttivät faageja infektioiden torjunnassa. Kuitenkin, kun tutkijat löysivät antibiootteja, he ottivat faagit; antibiootit olivat halvempia ja helpompi tuottaa kuin faagit.

Nyt kun antibioottiresistenssi on nousussa, jotkut tutkijat tarkastelevat faagihoidon ideaa.

Tietysti, jos faagit tappavat bakteereja, ne todennäköisesti vaikuttavat mikrobiomiin. Tutkijat Brighamin ja naisten sairaalasta sekä Wyss-instituutista, molemmat Bostonissa, Massachusettsissa, ovat kiinnostuneita siitä, miten nämä runsaat virukset voivat vaikuttaa suolistobakteereihimme. He julkaisivat viimeisimmän tutkimuksensa tulokset lehdessä Solun isäntä ja mikrobi.

”Yksi laboratorioni suurimmista kiinnostuksen kohteista on suolen mikrobiomin dynamiikan muutosten ymmärtäminen. Bakteriofaagit ovat valtava osa mikrobiomia, mutta niitä ei ole vielä tutkittu paljon. "

Vanhempi tutkimuksen kirjoittaja tohtori Georg Gerber

Mitä faagit tekevät?

Vaikka tiedämme, että faageja on runsaasti suolistossa, emme tiedä paljoakaan niiden käyttäytymisestä.

"Jotkut ihmiset tutkivat faagihoitoa ja käyttävät faageja tappamaan mikrobit", tohtori Gerber sanoo, "mutta faagit löytyvät luonnollisesti myös suolistosta, samaan aikaan muiden ekosysteemien kanssa. Halusimme selvittää, mitä he tekevät siellä. "

Tutkimuksessa tutkijat käyttivät gnotobiotisia hiiriä; he kasvattivat näitä eläimiä siten, ettei niissä tai sisällä ole bakteereja.

Aluksi he esittivät hiirille 10 bakteerilajia, jotka yleensä asuvat ihmisen suolistossa, mukaan lukien Enterococcus faecalis ja Escherichia coli.

Sitten he lisäsivät faagit, jotka kohdistuvat erityisesti bakteereihin, jotka ne ovat siirtäneet hiiriin. Esimerkiksi T4-faagikohteet E. colija VD13-faagihyökkäykset E. faecalis. Sitten he seurasivat kunkin mikrobin menestystä.

Faagit ovat erityisiä metsästäjiä: kukin tyyppi tappaa vain yhden bakteerityypin. Joten kun tutkijat esittivät faagin hiirille, he näkisivät tämäntyyppisten bakteerien vähenemisen. Vaikutus muihin bakteereihin oli kuitenkin yllättävämpi.

Laajamittainen muutos

Tutkijat osoittivat, että vaikka mikä tahansa faagi hyökkäsi vain yhteen bakteerilajiin, tämä faagi vaikuttaisi myös muihin lajeihin; jotkut lajit menestyivät, kun taas toiset vähenivät.

Tarkasteltaessa laajempaa kuvaa tutkijat arvioivat myös bakteerien ja hiiren tuottamien yhdisteiden joukon; tätä kutsutaan metabolomiksi.

He havaitsivat, että kun he esittivät faagin hiirille ja bakteerikoostumus muuttui, myös tiettyjen biologisesti aktiivisten kemikaalien tasoissa tapahtui muutoksia. Tutkimuksen kirjoittajat kirjoittavat:

"Faagit voivat moduloida metaboliitteja, joiden tiedetään vaikuttavan nisäkäsisäntään."

Toisin sanoen yksi viruskanta voi muuttaa isäntäeläimen käytettävissä olevien biologisten molekyylien tyyppiä tai määrää.

Tulevaisuuden mahdollisuudet ja paljon enemmän työtä

Tohtori Gerber ei unohtanut näiden havaintojen esittämiä laaja-alaisia ​​mahdollisuuksia. Hän sanoo: ”Tämä havainto kiehtoo minua seurannassa ja herättää merkittäviä kysymyksiä: Voisimmeko käyttää faageja moduloimaan näitä toimintoja? Voisiko tämä olla toimenpide sellaisissa olosuhteissa kuin masennus, jossa haluat muuttaa välittäjäaineiden tasoja? "

Tietenkin tässä kokeessa käytettiin jyrsijämallissa keinotekoisesti rakennettua mikrobiomia, mikä vaikeuttaa ekstrapolointia ihmisille. Se keskittyi kuitenkin yleisen yleiskuvan saamiseen siitä, miten faagit voisivat vaikuttaa bakteeripopulaatioon. Kuten tutkimuksen kirjoittajat kirjoittavat:

"Gnotobioottiset hiiret, jotka ovat asuttaneet rajoitetulla ja tunnetulla, mutta silti monimutkaisella bakteerikokoelmalla, esittävät houkuttelevan mallijärjestelmän faagien käyttäytymisen kokonaisvaltaiseksi arvioimiseksi suolistossa."

Jos faagit tekevät laajamittaisia ​​muutoksia hiiren mikrobiomiin, ne todennäköisesti tekevät muutoksia myös ihmisen mikrobiomiin. Muutokset saattavat olla erilaisia, mutta periaate säilyy.

Kuten totesimme johdannossa, mikrobiomin vaikutukset ovat riittävän hankalia ymmärtämään ennen faagien pääsemistä kuvaan, joten lääketieteellisen toimenpiteen suunnittelu on kaukana. Se ei kuitenkaan todellakaan tee havainnoista yhtä mielenkiintoisia tai ansaitsemisen arvoisia.

"Vaikka niitä ei käytetä suorana terapeuttisena aineena, tutkimuksemme viittaa siihen, että faagit voivat olla hyvä työkalu muiden mikrobiomia muuttavien lääkkeiden mahdollisten vaikutusten ymmärtämiseen", toteaa tohtori Gerber.