Forskere manipulerer bakteriearter i tarmen ved hjælp af kost

Forskere fra Stanford University School of Medicine har vist, at ved at manipulere diæt i en musemodel, det er muligt at favorisere engraftment af en specifik bakteriestam frem for andre.

Kredit:Kateryna Kon/Shutterstock.com

Inden for probiotika, forskere forstår stadig ikke, hvorfor visse stammer af gavnlige bakterier har større succes med at tage ophold i tarmen end andre.

Imidlertid, den nuværende undersøgelse har vist, at særlige diætfaktorer kan bruges til at manipulere mikrobiomets bakteriestammer.

Ved at justere mængden af ​​et bestemt kulhydrat i mad eller vand, holdet var i stand til at kontrollere, hvor meget en bakterie vokser i tyktarmen.

Selvom vi fortsat erhverver nye stammer gennem livet, denne erhvervelse er en dårligt orkestreret og ikke velforstået proces. Denne undersøgelse antyder, at det kunne være muligt at omforme vores mikrobiom på en bevidst måde for at forbedre sundheden og bekæmpe sygdomme. "

Justin Sonnenberg, Seniorforfatter

Som rapporteret i Natur , Sonnenberg og kolleger besøgte San Jose Wastewater Treatment Facility for at lede efter bakteriestammer, der kan fordøje en tang kaldet nori, en ingrediens, der er relativt sjælden i amerikansk kost. De screenede bakterierne for en evne til at bruge et kulhydrat i nori kaldet porphyran til at fordøje tangen.

"De gener, der tillader en bakterie at fordøje porfyran, er yderst sjældne blandt mennesker, der ikke har tang som en almindelig del af deres kost, "forklarer Sonnenburg.

"Dette gav os mulighed for at teste, om vi kunne omgå reglerne for komplekse økosystemer ved at skabe en privilegeret niche, der kunne favorisere en enkelt mikrobe ved at lade den eksistere i mangel af konkurrence fra de 30 billioner andre mikrober i tarmen."

Efter at have identificeret en nori-fordøjelsesstamme, holdet introducerede det i tre grupper af mus. To af grupperne fik deres tarmbakterier erstattet med tarmbakterier fra to raske menneskelige donorer, og en tredje gruppe havde et musespecifikt tarmmikrobiom.

Ved fodring af musene en typisk musekost, teamet fandt ud af, at den porphyran-fordøjelige stamme kunne trænge ind i to grupper af mus i forskellige og begrænsede omfang. I en af ​​grupperne, der huser tarmbakterier fra mennesker, den nye stam blev helt afvist.

Imidlertid, når musene blev fodret med en kost rig på porfyran, forskerne observerede en betydelig ændring. Den nye stamme blev succesfuldt og robust indpodet i en lignende grad i alle musegrupper.

Desuden, det var muligt at præcist justere populationsstørrelsen for den nye bakteriestamme ved at øge eller reducere mængden af ​​nori, dyrene spiste.

Sonnenberg siger, at diettens direkte effekt på bakteriepopulationen var meget tydelig. Han mener, at evnen til at manipulere disse meget formbare tarmmikrober kommer til at præge fremtiden for præcisionssundhed:

En læge, hvis patient er ved at begynde immunterapi mod kræft, kan vælge at også administrere en bakteriestamme, der vides at aktivere immunsystemet, for eksempel.

Omvendt en patient med en autoimmun sygdom kan have gavn af et andet sæt mikrobioter, der kan reducere et overaktivt immunrespons. De er bare en meget kraftig løftestang til at modulere vores biologi inden for sundhed og sygdom. "

Justin Sonnenberg, Seniorforfatter

• Spiserørskræftrisiko kan reduceres med esomeprazol og lavdosis aspirin
• Alkohol skader mikrobiomet i munden