Mäusestudie zeigt, dass das Darmmykobiom den Stoffwechsel von verarbeiteter Nahrung beeinflusst

Untersuchungen zum Mikrobiom im menschlichen Darm konzentrieren sich hauptsächlich auf Bakterien. Andere Mikroben, die auch im Darm vorkommen – Viren, Protisten, Archaeen, und Pilze - wurden weitgehend übersehen.

Neue Forschungen an Mäusen weisen nun auf eine bedeutende Rolle von Pilzen im Darm – den als Mykobiom bekannten Gemeinschaften von Schimmelpilzen und Hefen –, der aktiven Schnittstelle zwischen dem Wirt und seiner Nahrung, hin.

„Wir haben gezeigt, dass das Darmmykobiom gesunder Mäuse von der Umwelt geprägt ist. einschließlich Ernährung, und dass es signifikant mit den Stoffwechselergebnissen korrelierte, “ sagte Kent Willis, M. D., Assistenzprofessor an der University of Alabama in Birmingham und Mitautor der Studie, in der Zeitschrift veröffentlicht Kommunikationsbiologie .

„Unsere Ergebnisse unterstützen eine Rolle des Darmmykobioms bei der metabolischen Anpassung des Wirts, und diese Ergebnisse haben wichtige Auswirkungen auf das Design von Mikrobiomstudien und die Reproduzierbarkeit experimenteller Studien zum Wirtsstoffwechsel."

Willis und Kollegen untersuchten Pilze im Jejunum des Dünndarms von Mäusen, Standort der vielfältigsten Pilzpopulation im Mäusedarm.

Sie fanden heraus, dass die Exposition gegenüber einer verarbeiteten Nahrung, was repräsentativ für eine typische westliche Ernährung ist, die reich an gereinigten Kohlenhydraten ist, führte zu anhaltenden Unterschieden in den Pilzgemeinschaften, die signifikant mit der unterschiedlichen Ablagerung von Körpermasse bei männlichen Mäusen verbunden waren, im Vergleich zu Mäusen, die eine standardisierte Diät erhielten.

Die Forscher fanden heraus, dass Fettablagerungen in der Leber, Die transkriptionelle Anpassung von stoffwechselaktiven Geweben und die Spiegel der metabolischen Biomarker im Serum waren alle mit Veränderungen der Diversität und Zusammensetzung der Pilzgemeinschaften verbunden.

Variationen von Pilzen aus zwei Gattungen – Thermomyces und Saccharomyces – wurden am stärksten mit Stoffwechselstörungen und Gewichtszunahme in Verbindung gebracht.

Die Studie hatte einen genialen Ausgangspunkt. Die Forscher erhielten genetisch identische Mäuse von vier verschiedenen Tierhändlern. Es ist bekannt, dass die Bakteriengemeinschaften im Darm je nach Anbieter stark variieren.

Ähnlich, die Forscher fanden eine dramatisch unterschiedliche Variabilität des Herstellers für die Jejunum-Mykobiome, gemessen durch Sequenzieren intern transkribierter Spacer-rRNA.

An der Grundlinie, Mäuse von einem der Verkäufer hatten fünf einzigartige Pilzgattungen, und Mäuse von den anderen drei Verkäufern hatten drei, zwei und eine einzigartige Gattung, bzw.

Sie untersuchten auch die Zusammensetzung der Gemeinschaften zwischen den Königreichen – das heißt sowohl Bakterien als auch Pilze – und fanden große Unterschiede in der bakteriellen Gemeinschaft.

Aus dieser anfänglichen Pilz- und Bakterienvielfalt Sie maßen dann die Auswirkungen von Zeit und Unterschieden in der Ernährung – standardisiertes Futter im Vergleich zu stark verarbeiteter Nahrung – auf die Zusammensetzung der Pilz- und Bakteriengemeinschaft.

Die Forscher beschäftigten sich auch mit einer grundlegenden Frage:Stammen die durch Next-Generation-Sequencing nachgewiesenen Pilzorganismen aus der Nahrung, oder sind es echte kommensale Organismen, die sich im Darm ansiedeln und sich vermehren?

Sie verglichen die Sequenzierung der Futterpellets, das einige Pilze enthielt, und der Inhalt des Maus-Jejunums, um die Jejunum-Pilze zu zeigen, waren echte kommensale Kolonisatoren.

Daher, diese Studie, unter der Leitung von Willis -- und dem Co-korrespondierenden Autor Joseph Pierre, Ph.D., und Co-Erstautoren Tahliyah S. Mims und Qusai Al Abdallah, Ph.D., vom University of Tennessee Health Science Center, Memphis, Tennessee – zeigte, dass Variationen in der relativen Häufigkeit und Zusammensetzung des Darmmykobioms mit Schlüsselmerkmalen des Wirtsstoffwechsels korrelieren.

Dies legt eine Grundlage für das Verständnis der komplexen Wechselwirkungen zwischen Bakterien und Pilzen und wie sie beide gemeinsam gestalten, und möglicherweise dazu beitragen, Homöostase des Gastgebers.

Unsere Ergebnisse unterstreichen die potenzielle Bedeutung des Darmmykobioms für die Gesundheit, und sie haben Auswirkungen auf menschliche und experimentelle metabolische Studien. Die Implikation für Studien zum menschlichen Mikrobiom, die oft nur Bakterien untersuchen und nur Fäkaliengemeinschaften beproben, ist, dass das Mykobiom möglicherweise unbeachtete Auswirkungen auf mikrobiomassoziierte Ergebnisse haben kann."

Joseph Pierre, Doktortitel, Co-korrespondierender Autor der Studie, Universität von Alabama in Birmingham

Die Forschung wurde hauptsächlich am Health Science Center der University of Tennessee durchgeführt. wo Willis Assistenzprofessor war, bevor er letzten Sommer in die Abteilung für Neonatologie der UAB-Abteilung für Pädiatrie wechselte.

Die translationale Forschung im Willis Lung Lab der UAB versucht zu verstehen, wie solche kommensalen Pilze die Physiologie und Krankheit von Neugeborenen beeinflussen. hauptsächlich über die Untersuchung der Darm-Lungen-Achse bei bronchopulmonaler Dysplasie, eine Lungenerkrankung bei Frühgeborenen.

Das Studium in Kommunikationsbiologie mit ausgewachsenen Tieren, Willis sagt, half bei der Entwicklung von Modellen für die laufende Forschung an neugeborenen Tieren.

• Apoptose ist ein wichtiger Mediator der Pathogenese bei der Infektion mit dem Coronavirus bei Tieren
• Acht Kennzeichen von Umweltexpositionen, die zu Krankheiten beitragen