Ny teknik opdager nye stammer af mikrober i menneskelig fækal mikrobiota efter fedmeoperation

Ved hjælp af en unik bioinformatik teknik udviklet ved University of Alabama i Birmingham, UAB -forskere har påvist fremkomsten af ​​nye stammer af mikrober i den menneskelige fækale mikrobiota efter fedmeoperation. Disse nye stammer opstod efter kirurgisk forstyrrelse af maven og den øvre tyndtarm. I modsætning, forskerne fandt ud af, at stammer af tarmens fækale mikrobiota lignede dem, der blev fundet før kirurgi efter operation i tyktarmen, som er den nederste del af mave -tarmkanalen, eller GI, traktat.

UAB-forskerne undersøgte patienter, der gennemgik to typer fedmeoperationer-Roux-en-Y gastrisk bypass og ærmegastrektomi. Ved ærmegastrektomi, størrelsen af ​​maven reduceres. Roux-en-Y gastrisk bypass reducerer også størrelsen på maven, der modtager mad, men det skaber derudover en kirurgisk bypass af resten af ​​maven og den første del af tyndtarmen.

"Vores resultater viser, at når du ændrer det øvre mave -tarmkanal med fedmekirurgi, du ændrer også tarmmiljøet, hvilket resulterer i fremkomsten af ​​nye stammer af mikrober, "sagde Casey Morrow, Ph.d., leder af forskerteamet og professor emeritus i UABs celleafdeling, Udviklings- og integrationsbiologi. "I den mikrobielle konkurrence om næringsstoffer og plads i mave -tarmkanalen, vinderne er nye stammer, der er mere konkurrencedygtige i det nye miljø i mave -tarmkanalen. "

Informatik teknikkens evne til at skelne mellem individuelle stammer af samme art fremskynder analyse af den menneskelige tarmmikrobiota og hvordan kirurgi kan ændre det mikrobielle samfund. Den menneskelige mikrobiota består stort set af 500 til 1, 000 bakteriearter, der hovedsagelig har en gavnlig indflydelse på menneskers sundhed, herunder modulering af immunsystemet og påvirkninger på værtsmetabolisme og organudvikling. Tidligere undersøgelser af mikrobiota har været i stand til at bestemme ændringer i den relative overflod af forskellige arter efter fedmeoperationer, men de kunne ikke skelne mellem, om dette kunne skyldes udskiftning af en stamme af en bestemt art med en anden stamme af den samme art.

I 2017, UAB-forskerne havde brugt deres teknik-kaldet vinduesbaseret lighed single-nucleotide-variant, eller WSS - for at vise den første direkte demonstration af, at fækaldonormikrober forblev i modtagere i måneder eller år efter fækale transplantationer for at behandle patienter med tilbagevendende Clostridium difficile -infektioner.

For rapporten offentliggjort i Human Microbiome Journal i december, Morgen og kolleger analyserede fækale prøver taget fra patienter før og et til to år efter fedmeoperation. Undersøgelsen omfattede 18 patienter, der gennemgik Roux-en-Y gastrisk bypass og seks patienter, der gennemgik ærmegastrektomi.

Når præ- og post-fækale prøver for de to grupper af patienter med fedmeoperation blev sammenlignet, kun 65 procent af Roux-en-Y WSS-score og 75 procent af ærme-gastrektomi WSS-score var over grænseafskærmningen, der identificerer beslægtede par. Dette betød, at for 35 procent af Roux-en-Y mikrobiota-parene og 25 procent af ærmet gastrektomi-par, ændringer var sket fra en mikrobiel stamme af en bakterieart til en anden stamme, og i nogle tilfælde fortsatte disse ændringer i det mikrobielle samfund et til to år efter operationerne. Flere ændringer i mikrobestammer af forskellige bakteriearter blev identificeret hos de fleste, men ikke alle, af overvægtskirurgiske patienter.

I modsætning, for fem kirurgipatienter, der mistede segmenter af sigmoid tyktarmen, som er tæt på enden af ​​GI -kanalen, 97 procent af WSS-scorerne, der sammenlignede prøver før og efter operationen, var over cutoff, angiver stabile belastninger over tid, trods operationerne. Tre af disse patienter viste en enkelt ny mikrobestamme i en bestemt bakterieart. De to andre havde ingen nye stammer. Disse 97 procent svarer til stabiliteten i tarmmikrobiota set over et eller to år hos mennesker, der ikke har været opereret.

"Vores undersøgelse beskriver, for første gang, fremkomsten af ​​nye mikrobestammer i fækalsamfundet efter ændring af det øvre mave -tarmkanal, "Sagde i morgen." Mest sandsynligt, oprindelsen af ​​de nye stammer i fækalsamfundet er de vævsassocierede mikrobesamfund i tyndtarmen. Da operationen resulterede i en permanent fysiologisk ændring, de nye mikrobestammer afspejler reaktionen på disse miljøændringer i mave -tarmkanalen. "

"I en bredere betydning, "Sagde Morgen, "erkendelsen af, at mennesker kan rumme flere stammer af de samme mikrober, giver os en ny forståelse for kompleksiteten af ​​det menneskelige GI -mikrobesamfund. Det forstærker vigtigheden af ​​vores igangværende undersøgelser for at undersøge den indvirkning, som andre mikrobiom forstyrrer behandlinger, såsom antibiotika og kræftkemoterapi, have på strukturen i GI -traktens mikrobesamfund. "

• Undersøgelse finder en enkel løsning på almindelige tarmproblemer
• CytoReason indgår samarbejdsaftale om opdagelse af lægemidler med Pfizer