I de seneste år, mikrobiotaen - samfundet af bakterier og andre mikroorganismer, der lever på og i menneskekroppen - har fanget forskernes og offentlighedens opmærksomhed, dels fordi det er blevet lettere at studere. Det har været knyttet til mange aspekter af menneskers sundhed.
Et tværfagligt team fra Memorial Sloan Kettering har for første gang vist, at tarmmikrobiota direkte former sammensætningen af det menneskelige immunsystem.
Specifikt, deres forskning viste, at koncentrationen af forskellige typer immunceller i blodet ændrede sig i forhold til tilstedeværelsen af forskellige bakteriestammer i tarmen.
Resultaterne af deres undersøgelse, som brugte mere end ti års data indsamlet fra mere end 2, 000 patienter, udkommer 25. november, 2020, i Natur .
"Det videnskabelige samfund havde allerede accepteret tanken om, at tarmmikrobiota var vigtig for sundheden for det menneskelige immunsystem, men de data, de brugte til at antage denne antagelse, stammer fra dyreforsøg, "siger Sloan Kettering Instituts systembiolog Joao Xavier, co-senior forfatter af papiret sammen med sin tidligere postdoc Jonas Schluter, der nu er adjunkt ved NYU Langone Health. "På MSK, vi har en bemærkelsesværdig mulighed for at følge, hvordan sammensætningen af mikrobiota ændrer sig hos mennesker, der behandles for blodkræft, "Dr. Xavier tilføjer.
De data, der blev brugt i undersøgelsen, kom fra mennesker, der modtog allogene stamceller og knoglemarvstransplantationer (BMT'er). Efter stærk kemoterapi eller strålebehandling bruges til at ødelægge kræftceller, patientens bloddannende system erstattes med stamceller fra en donor.
I de første uger, indtil donorens blodlegemer - herunder de hvide blodlegemer, der udgør immunsystemet - har etableret sig, patienterne er ekstremt sårbare over for infektioner. For at beskytte dem i løbet af denne tid, patienter får antibiotika.
Men mange af disse antibiotika har den uønskede bivirkning at ødelægge sunde mikrobioter, der lever i tarmen, tillader farlige belastninger at overtage. Når patientens immunsystem er rekonstitueret, antibiotika afbrydes, og tarmmikrobiota begynder langsomt at vokse tilbage.
"De parallelle genoprettelser af immunsystemet og mikrobiota, som begge er beskadiget og derefter restaureret, giver os en unik mulighed for at analysere sammenhænge mellem disse to systemer, "Dr. Schluter siger.
I mere end ti år har medlemmer af MSK's BMT -service har regelmæssigt indsamlet og analyseret blod- og fækale prøver fra patienter under hele BMT -processen. Det bakterielle DNA blev behandlet af personalet på MSK's Lucille Castori Center for mikrober, Betændelse, og kræft, som spillede en nøglerolle i oprettelsen af det massive mikrobiota -datasæt.
Vores undersøgelse viser, at vi kan lære meget af afføring - biologiske prøver, der bogstaveligt talt ville blive skyllet ned i toilettet. Resultatet af at indsamle dem er, at vi har et unikt datasæt med tusindvis af datapunkter, som vi kan bruge til at stille spørgsmål om dynamikken i dette forhold . "
Joao Xavier, Undersøg medforfatter og systembiolog, Sloan Kettering Institute
Denne bredere indsats er blevet ledet af Marcel van den Brink, Leder af afdelingen for hæmatologiske maligniteter, og et team af specialister i infektionssygdomme, BMT læger, og forskere. "For et rimeligt antal patienter, vi indsamlede daglige prøver, så vi virkelig kunne se, hvad der skete dag til dag, "Dr. van den Brink siger." Ændringerne i mikrobiota er hurtige og dramatiske, og der er næsten ingen andre rammer, hvor du ville kunne se dem. "
Tidligere forskning ved hjælp af prøver indsamlet fra dette arbejde har set på, hvordan tarmmikrobiota påvirker patienters helbred under BMT -processen.
En undersøgelse offentliggjort i februar 2020 rapporterede, at at have en større mangfoldighed af arter i tarmmikrobiota er forbundet med en lavere risiko for død efter en BMT.
Det fandt også ud af, at en lavere mangfoldighed af mikrobiota før transplantation resulterede i en højere forekomst af transplantat-versus-host-sygdom, en potentielt dødelig komplikation, hvor donorens immunceller angriber sundt væv.
Databanken, som MSK -teamet oprettede, indeholder detaljer om de typer mikrober, der lever i patienternes tarm på forskellige tidspunkter. Beregningsteamet, herunder Dr. Schluter og Xavier, brugte derefter maskinlæringsalgoritmer til at udvinde elektroniske sundhedsjournaler for meningsfulde data.
Dataene fra sundhedsjournaler omfattede de typer af immunceller, der findes i blodet, oplysninger om den medicin, som patienterne fik og de bivirkninger, patienterne oplevede. "Denne forskning kan i sidste ende foreslå måder at gøre BMT'er mere sikre ved nærmere at regulere mikrobiota, "Dr. van den Brink siger.
At analysere så mange data var en kæmpe opgave. Dr. Schluter, der på det tidspunkt var postdoktor i Dr. Xaviers laboratorium, udviklet nye statistiske teknikker til dette.
"Fordi eksperimenter med mennesker ofte er umulige, vi sidder tilbage med det, vi kan observere, "Dr. Schluter siger." Men fordi vi har indsamlet så mange data over en periode, hvor immunsystemet hos patienter såvel som mikrobiomet ændrer sig dramatisk, vi kan begynde at se mønstre. Dette giver os en god start mod at forstå de kræfter, som mikrobiotaen udøver på genopbygningen af immunsystemet. "
"Formålet med denne undersøgelse var ikke at sige, om visse slags mikrober er 'gode' eller 'dårlige' for immunsystemet, "Dr. Xavier forklarer, tilføjer, at dette vil være et fokus for fremtidig forskning. "Det er et kompliceret forhold. De undertyper af immunceller, vi gerne vil øge eller reducere, varierer fra dag til dag, afhængigt af hvad der ellers foregår i kroppen. Det vigtige er, at vi nu har en måde at studere dette komplekse økosystem på. "
Forskerne siger, at de også planlægger at anvende deres data til at studere immunsystemet hos patienter, der modtager anden kræftbehandling.
Tandkødssygdom og risiko for spiserør og mavekræft
Den Pepto vil sandsynligvis ikke hjælpe dit sår
Tarmmikrobiom og IBD - forbindelsen måske i kosten siger undersøgelse
PENTAX Medical hæver $ 125,
Scientific Symposium på LABVOLUTION fokuserer på centrale spørgsmål inden for biovidenskab
Tarmbakteriel profil kan forudsige tarmskader efter strålebehandling
Probiotika som adjuvant behandling til COVID-19-patienter
Tilbage i 1892, Doderlein etablerede først den gavnlige sammenslutning af mikroorganismer i menneskekroppen. Derfor, under COVID-19-pandemien, det kan være en fordel at vurdere mikroorganismernes roll
Detaljeret kort over menneskelig tunge mikrobiom
En ny undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Cellerapporter i marts 2020 rapporterer brugen af avancerede og hurtige spektrale billeddannelsesteknikker til at udvikle et detaljeret kort over m
Sundeste tarmbakterier med plantebaseret eller middelhavskost
En ny undersøgelse viser, at specifikke fødevarer, der leveres af enten en plantebaseret eller en middelhavskost, kan beskytte tarmen mod inflammatoriske lidelser, ved selektivt at fremme væksten af