Ændringer i tarmbakterier kan forudsige infektion og betændelse


Ændringer i tarmbakterier kan forudsige infektion og betændelse

En af de mest overraskende åbenbaringer om menneskelig biologi at dukke op i de senere år er, at mikroberne i vores tarm langt overstiger vores krops egne celler. Plus, det ser ud til, at de spiller en vigtig rolle i vores helbred; Når de bliver syge bliver vi syge. Nu viser en ny undersøgelse, hvordan en computerassisteret model kan forudsige tarminfektion og betændelse, før symptomer fremkommer ved at spore ændringer i tarmmikrobiota signaturer over tid.

Skrivning i tidsskriftet PLoS ONE , Har forskere fra Brigham og Women's Hospital (BWH), en tilknyttet Harvard Medical School i Boston, MA, foreslået, at deres resultater i sidste ende vil hjælpe lægerne med at få en bedre forståelse for, hvordan udenlandske bakterier forstyrrer vores tarmmikrobiota, og derfra finder man bedre behandlinger for gastrointestinale (GI) infektion og betændelse.

Seniorforfatter Lyn Bry, lektor i patologi på Harvard Medical School og direktør for BWH Center for Clinical and Translational Metagenomics, siger:

Vores tarm indeholder 10 gange flere bakterieceller end der er humane celler i vores krop. Opførelsen af ​​disse komplekse bakterielle økosystemer, når de bliver angrebet af infektion, kan have stor indflydelse på vores helbred."

Gut bakterier viser forskellige signaturer på forskellige stadier af infektion

Til undersøgelsen brugte teamet nye computeralgoritmer udviklet af co-første forfatter Georg Gerber, der også er direktør for BWH Center for Clinical and Translational Metagenomics, og direktør for BWHs Computational Unit.

Ved at spore ændringer i gut microbiota signaturer over tid, kan en computerassisteret model forudse gutinfektion og betændelse, før symptomerne opstår.

Holdet anvendte algoritmerne til at analysere, hvad der sker med derm bakterier i mus under forskellige stadier af infektion med patogenet Citrobacter rodentium . Patogenet forårsager symptomer, der ligner fødeforgiftning hos mennesker.

Hos mus med sunde immunsystemer følger patogenet fire forskellige trin: tidlig kolonisering efterfulgt af symptomatisk infektion, som derefter efterfølges af et respons fra immunsystemet, hvor patogenet ryddes fra systemet og endelig en "konvalescens" fase, Hvor vævsskade er repareret.

Hele processen tager omkring 2 måneder.

For deres undersøgelse producerede holdet tidsserier genetiske signaturer af tarmbakterierne på forskellige punkter i musens tarm over 2 måneder af infektionsprocessen. Derefter analyserede de algoritmerne i en beregningsramme både lokale og generelle ændringer i bakteriekolonierne for at identificere dynamiske ændringer, der svarer til de forskellige faser af infektion og inflammation.

Familier med tarmmikroer forstyrres på forskellige måder i løbet af infektionen

Forskerne så, at de normale bakterier blev forstyrret på flere forskellige måder, på forskellige steder i tarmen, da infektionen udfoldede sig og blev løst.

For eksempel fandt de de genetiske signaturer af bakteriekolonier, der tilhører slægten Mucispirillum Viste, at disse syntes at falde tidligt i infektionsprocessen, før symptomerne opstod. Og de vender ikke tilbage til normale niveauer indtil den endelige konvalescensfase, godt efter at patogenet er ryddet væk.

Mucispirillum Beboer slimlaget i tyktarmen, og det vides at patogenet ødelægger mikroemiljøet for den del af tarmen.

"Fuld regenerering af slimlaget forekommer en tid efter patogenens clearance, hvilket giver en mulig forklaring på den observerede forsinkelse i Mucispirillum s Rekolonisering af distalt tyktarm ", bemærker forfatterne og tilføjer, at den tilsvarende signatur" således kunne tilvejebringe en markør for overfladen af ​​slimlaget i distalt kolon, med potentiel anvendelse på andre modeller af inflammatorisk colitis."

Underskrifter af andre bakterietyper, såsom de tilhørende familierne Clostridiales og Lactobacillales Viste, at disse populationer steg efter at patogenet forsvandt.

Endvidere troede teamet, at det var interessant, at nogle af disse forøgelser opstod i dele af tarmene, hvor patogenet ikke havde beskadiget værtsceller.

Mikrobiske signaturer kunne hjælpe med at opdage subtile versioner eller tidlige stadier af tarmsygdomme

Prof. Bry siger, at fra klinisk synspunkt "kunne disse nye mikrobielle underskrifter, som vi identificerede, hjælpe klinikere med at opdage tidlige stadier af inflammation eller subtil vedvarende sygdom hos patienter med gastrointestinale lidelser, såsom inflammatorisk tarmsygdom."

Hun tilføjer, at flere af de tidsafhængige signaturer de identificerede også kunne bruges til at studere andre former for betændelse og infektion.

Forskellige tilskud og midler hjalp med at finansiere undersøgelsen, herunder bidrag fra National Institutes of Health, Den Hollandske Organisation for Videnskabelig Forskning, Stanley L. Robbins Memorial Research Award og organisationer tilknyttet Harvard.

I mellemtiden, Medical-Diag.com For nylig lært af en undersøgelse, der fandt gut bakterier mangfoldighed forbedres med motion, fremhæve en anden interessant måde, at vores venlige tarmflora påvirker vores helbred.

Top 10 Facts - Money (Video Medicinsk Og Professionel 2021).

Afsnit Spørgsmål På Medicin: Sygdom