Tidligere undersøgelser hos mennesker har fundet ud af, at udsættelse for antibiotika tidligt i livet kan skæve tarmmikrobiomet, forårsager dysbiose, eller en ubalance mellem de mikrobielle populationer i tarmen, som er korreleret med øget risiko for at udvikle pædiatrisk IBD.
Vi ved, at den slags mikrober, du udsættes for tidligt i livet, faktisk bestemmer, hvordan dit immunsystem udvikler sig. Vores immunsystem lærer at genkende vores eget selv, og billioner af mikrober i vores tarm - de er også 'os', så vores immunsystem skal lære at tolerere disse organismer, ligesom den tolererer vores egne celler. Tidlig eksponering for antibiotika kan udrydde nogle af de organismer, der er afgørende for at uddanne immunsystemet til at udvikle immuntolerance. "
Eugene Chang, MD, Seniorforfatter, Martin Boyer professor i medicin, UChicago
På grund af udfordringerne ved at gennemføre sådanne undersøgelser hos mennesker forskerne valgte at bruge en fælles model til undersøgelse af colitis:mus, der mangler et gen kendt som IL-10 (IL-10-/-). "Denne musemodel er blevet fastslået som genetisk modtagelig for IBD, og vi ved, at tarmmikrobiomet spiller en afgørende rolle i udviklingen af colitis i denne model, "sagde første forfatter Jun Miyoshi, MD, Ph.d., seniorassistent i Institut for Gastroenterologi og Hepatologi ved Kyorin University School of Medicine, og en tidligere postdoktor ved UChicago.
Selvom disse mus meget sjældent udvikler spontan colitis uden indgreb i et rent miljø, hvis deres mødre udsættes for antibiotika under graviditet og amning, det forstyrrede mikrobiom kan overføres til ungerne i en tidlig alder. Omkring 30% af hvalpene med dette lodret overførte forstyrrede mikrobiom udvikler fortsat colitis.
Efterforskerne brugte en teknik kendt som haglgevær metagenomisk sekvensering til at screene de fækale mikrobiomer af IL-10-/-mus, der havde antibiotisk induceret dysbiose, sammen med en ubehandlet kontrolgruppe, og identificere specifikke mikrobielle arter, der kan skelne mellem de to grupper. Dette førte dem til medlemmer af bakteriefylen Bacteroides.
Et fingerpeg om phylums betydning var, at Bacteroides var meget rigelig i mikrobiomerne hos ubehandlede mus, men mangler fuldstændigt hos de mus, der havde været udsat for antibiotika. Hvad mere er, forskerne så aldrig Bacteroides i de behandlede mus, der ikke udviklede colitis - men de fandt ofte Bacteroides i tarmene hos mus, der endte med tilstanden.
"Disse bakterier blev udryddet ved tidlig eksponering for antibiotika og var afgørende for at uddanne immunsystemet til at udvikle immuntolerance, "sagde Chang." Da disse mus senere erhvervede bakterierne, deres immunsystem havde aldrig set det. Det blev betragtet som fremmed, ikke som mig selv, og deres immunsystem reagerede på det. "
I et forsøg på at afgøre, om gendannelse af vigtige Bacteroides tilbage til mikrobiomet kunne korrigere dysbiosen, forskerne finpudset på en særlig rigelig art kendt som Bacteroides sp. CL1-UC (Bc). De forsøgte at tilføje Bc tilbage til musenes mikrobiomer med dysbiose på to tidspunkter:omkring barndommen (tre uger gammel) og voksenalderen (11 ugers alder).
Indgravering af Bc i de yngre mus, under det kritiske udviklingsvindue for immunsystemet, korrigerede deres dysbiose og forhindrede colitis, men tilføjelse af Bc tilbage til voksne mus kunne ikke korrigere dysbiosen, og forværrede endda deres colitis.
"Dette viser, at du ikke bare når som helst kan gendanne de manglende bakterier, det skal være på et bestemt tidspunkt tidligt i livet for at have en gavnlig effekt, "sagde Chang." Hos unge dyr, vi ved, at immunsystemet udvikler sig, det er naivt, det skal læres, og det læres ved at blive udsat for visse slags mikrober. På nogle måder, det ligner en peanutallergi - tidlig udsættelse for antigenet kan tolerere immunsystemet for at undgå en peanutallergi, men det skal ske inden for et meget begrænset vindue. "
Forskerne blev overraskede over at erfare, at genopretning af en enkelt mikrobe var nok til at korrigere livslang dysbiose, og sagde, at det fremhævede, hvordan relativt små ændringer kan have en dramatisk indvirkning på et system. "Det er som de høje træer i Amazonas regnskov, "sagde Chang." Du har brug for de høje træer, for hvis du ikke har dem, økosystemet herunder ikke kan udvikle sig ordentligt. Men hvis du har disse træer på plads, resten af økosystemet vil blomstre. "
Resultaterne går også imod populære teorier om IBD's oprindelse. "Der er en misforståelse om, at colitis er forårsaget af et klassisk patogen, som salmonella, og forskere har brugt år på at lede efter en synder, "sagde Chang." Men hvad vores data peger på, er, at disse sygdomme skyldes vores egne kommensale mikrober. De er til stede i det normale, sundt mikrobiom, men givet den rette omstændighed og mulighed, de kan omdanne til sygdomsfremmende mikrober. "
Mens denne tidlige undersøgelse var proof-of-concept, hvis resultaterne oversættes til mennesker, krusningseffekterne vil sandsynligvis være vidtgående. "Dette viser, at vi sandsynligvis er nødt til at gentænke vores tilgang til den slags komplekse immunforstyrrelser, "sagde Chang." Vi kan se, at risiko udvikler sig tidligt i livet-selv i livmoderen-og det har derfor konsekvenser for praksis som C-sektioner og formelfoder, som kan påvirke de mikrober, et spædbarn udsættes for. Hvad det siger til mig er, at som læger, vi er nødt til at flytte vores tankegang til ikke, hvad der umiddelbart går forud for disse sygdomme, men hvad der sker tidligt i livet. Det er her, vi skal gribe ind for disse patienter. "
Mennesker kontra vira - Kan vi undgå udryddelse i nær fremtid?
Fører hypertension altid til alvorlig COVID-19?
Nyt værktøj til at tyde tarmmikrobiomet
Visse bakteriearter kan øge hiv -risikoen hos kvinder,
SARS-CoV N-protein fremkalder produktion af IFN-β ved at fremkalde ubiquitination af RIG-I,
Undersøgelse belyser årsagerne til invaliderende tarmsmerter
Tarmmikrobiom ændrer sig ved tilberedning af vegetabilske fødevarer,
siger ny undersøgelse Da forskere fra UC San Francisco og Harvard gik sammen om at finde ud af, hvordan tarmmikrobiomet påvirkes af madlavning, de fandt ud af, at der sker store ændringer hos menneske
Usund tarmmikrobiom reducerer synaptisk beskæring af hjernen,
forringer læring En ny undersøgelse af Weill Cornell Medicine og Cornell University er kommet med flere forklaringer på, hvordan tarmmikrober kommunikerer med hjernens neuroner. Studiet, offentliggjor
Forskere håber, at blodprøver, der præcist diagnosticerer fibromyalgi, kan være tilgængelige inden for fem år
Ohio State University -forskere har beviser for, at blodprøver pålideligt kan påvise fibromyalgi, en sygdom, der ofte fejldiagnosticeres på grund af dens generelle symptomer, der kendetegner en række