Mit hochentwickelter "Gut-on-Chip"-Technologie sie zeigten, dass die Fermentationsprodukte von HMOs die Darmschleimhaut weniger "undicht" machten. Eine undichte Darmbarriere wurde mit Darmerkrankungen wie Zöliakie, Morbus Crohn, und Reizdarmsyndrom sowie eine Reihe von Erkrankungen, die den Rest des Körpers betreffen.
Diese Studie liefert wissenschaftliche Beweise dafür, dass HMOs verwendet werden können, um Strategien zu entwickeln, um diesen Erkrankungen entgegenzuwirken und die Darmgesundheit bei Erwachsenen zu verbessern.
Muttermilch-Oligosaccharide (HMOs) sind komplexe unverdauliche Zucker, die von Natur aus in der Muttermilch vorkommen. Sie sind besonders interessant wegen ihrer Quantität und strukturellen Vielfalt, die mehrere positive Vorteile für die Gesundheit Babys untermauert.
Sie sind bekannt für ihre präbiotische Wirkung bei Säuglingen, wo sie als Nahrung für Darmbakterien dienen, vor allem Bifidobakterien. Die Dominanz dieser Darmbakterien im Darm sorgt für eine gesunde Darmmikrobiota und reduziert das Risiko gefährlicher Darminfektionen bei Säuglingen.
Neben ihrer nachgewiesenen positiven Rolle für die Gesundheit von Säuglingen, Eine kürzlich durchgeführte klinische Studie hat gezeigt, dass zwei spezifische HMOs, 2'-O-Fucosyllactose (2'FL) und/oder Lacto-N-neotetraose (LNnT), sind bei Erwachsenen sicher und gut verträglich und sind Modulatoren der adulten Darmmikrobiota mit einer Zunahme von Bifidobakterien.
Dies deutet darauf hin, dass eine HMO-Supplementierung eine wertvolle Strategie sein kann, um die Gesundheit bei Erwachsenen zu modulieren. Jedoch, der Einfluss von HMOs auf die Darmbarrierefunktion ist weitgehend unzureichend erforscht.
Um das zu erwähnen, eine Zusammenarbeit zwischen dem Quadram Institut, ein Lebensmittel- und Gesundheitsforschungszentrum im Norwich Research Park, VEREINIGTES KÖNIGREICH, und Glycom, ein in Dänemark ansässiges Biotechnologieunternehmen und weltweit führender Anbieter von HMOs.
Ihr Studium, in der Zeitschrift veröffentlicht Nährstoffe , wurde teilweise vom Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC) finanziert.
Ein Simulator des Human Intestinal Microbial Ecosystems (SHIME®) wurde verwendet, um den Einfluss von HMOs auf die Zusammensetzung und Funktion der adulten Darmmikrobiota zu bestimmen.
Diese Experimente wurden bei ProDigest durchgeführt, ein Spin-off-Unternehmen des Center of Microbial Ecology and Technology (CMET), an der Universität Gent in Belgien.
Die Ergebnisse zeigten, dass die Fermentation von 2'FL, LNnT und Kombinationen davon führten zu einer Zunahme von Bifidobakterien, begleitet von einem Anstieg der kurzkettigen Fettsäuren.
Mit den Produkten dieser Fermentation untersuchte das Team um Prof. Nathalie Juge am Quadram Institute anschließend den Einfluss fermentierter HMOs auf die Darmbarrierefunktion von Zelllinien und fortschrittliche Gut-on-Chip-Modelle.
Caco2-Zellen sind eine Zelllinie, die ursprünglich aus dem menschlichen Darm stammt und ausgiebig in der Forschung verwendet wird. wobei eine Anordnung von ihnen in einer einzigen Schicht ein etabliertes Modell für die Untersuchung des Darms und seiner Durchlässigkeit ist.
Bei Verwendung von Caco2-Zellmonolayern mit fermentierten HMOs wurde eine signifikante Verringerung der Permeabilität beobachtet. begleitet von einer Zunahme spezifischer Proteine, von denen bekannt ist, dass sie zur Aufrechterhaltung der Barriereintegrität beitragen, Tight-Junction-Proteine und Zytokine.
Während diese Ergebnisse vielversprechend sind, sie müssen noch in die Forschung am Menschen umgesetzt werden, aber die Untersuchung der Wechselwirkungen auf zellulärer Ebene im Darm ist sehr schwierig.
Um die Übertragung der Ergebnisse auf den Menschen zu beurteilen, das Team verwendete fortschrittliche In-vitro-Modelle des menschlichen Dickdarms, die von Emulate Inc. entwickelt wurden, ein Biotechnologieunternehmen mit Sitz in Boston, VEREINIGTE STAATEN VON AMERIKA. Sie sind auf die Organs-on-Chips-Technologie spezialisiert – eine auf menschlichen Zellen basierende Technologie, die Funktionen auf Organebene nachbildet, um Organe in gesunden und kranken Zuständen zu modellieren.
Der Intestine-Chip ist eine mikrotechnische Plattform, die die Co-Kultur von Epithelzellen, die die Darmschleimhaut bilden, mit gewebespezifischen mikrovaskulären Endothelzellen unter mikrofluidischen Bedingungen ermöglicht. Diese von Emulate entwickelte Methodik stellt die zelluläre Mikroumgebung wieder her, einschließlich Gewebe-zu-Gewebe-Schnittstellen, Medienfluss, und mechanische Kräfte, wie Flow und Stretch.
Durch einen BBSRC Flexible Talent Mobility Account, der Dr. Tanja Suligoj im Juge Lab verliehen wurde, Im Quadram-Institut wurde ein Gut-on-Chip-System etabliert, um translationale Studien des Darms zu unterstützen.
In Zusammenarbeit mit dem Norwich Research Park (NRP) Biorepository und dem Norfolk and Norwich University Hospital (NNUH) menschliche Darmbiopsien aus gesunden, einwilligende Erwachsene wurden verwendet, um Organoide zu generieren. Organoide sind selbstorganisierte Zellhaufen, die wachsen, um Gewebe von Organen zu replizieren - in diesem Fall die proximale, transversale und distale Bereiche des Dickdarms.
Diese wurden dann auf Chips ausgesät, um Colon Intestine-Chips zu erzeugen, die unter mikrofluidischen Bedingungen kultiviert wurden, um die Struktur und Funktion des Darmepithels wiederherzustellen. Mit diesem System, sie zeigten einen signifikanten Anstieg bestimmter Tight-Junction-Proteine über alle drei Gut-on-Chips nach der Behandlung mit fermentiertem 2-'FL.
Zusammen genommen, Diese Daten zeigten, dass zusätzlich zur Unterstützung des Bifidobakterienwachstums und einer gesunden Mikrobiota, HMOs haben die Fähigkeit, die Immunfunktion und die Darmbarriere zu modulieren, Unterstützung des Potenzials von HMOs, bei Erwachsenen gesundheitliche Vorteile zu erzielen.
HMOs werden verwendet, um die Gesundheit von Säuglingen zu verbessern, als Nahrungsergänzungsmittel in Säuglingsmilch, aber diese Arbeit zeigt die potenzielle Anwendung für Erwachsene, insbesondere für Personen mit Erkrankungen im Zusammenhang mit Leaky Gut, wie IBS.
Weitere Forschung ist erforderlich, insbesondere bei Menschen mit der Erkrankung, die wir behandeln möchten, diese Studie unterstreicht aber auch das Potenzial der Gut-on-Chip-Plattform als physiologisches Modell, basierend auf menschlichen Biopsien, um mechanistische Einblicke in die Darmbarrierefunktion zu gewinnen."
Nathalie Juge, Professor, Quadram-Institut
Was Sie essen, kann die Wirkung von Antibiotika auf Ihren Darm verändern
Erstellung einer physischen und genetischen Karte von Cannabis sativa
Nanotechnologie und COVID-19-Diagnose und -Behandlung
Reinigungsmittel können das Risiko für Asthma bei Kindern erhöhen
Vaginalflüssigkeitstransplantation könnte helfen, wiederkehrende bakterielle Vaginose zu behandeln
Anti-Coronavirus-Moleküle von Mikroben könnten der Schlüssel zu neuen Behandlungen sein
Bestimmte Bakterienarten können das HIV-Risiko bei Frauen erhöhen,
findet neue Studie Eine kürzlich in der veröffentlichte Studie Die Lancet-Infektionskrankheiten, beschreibt sieben Arten von Vaginalbakterien, die das Risiko einer HIV-Infektion bei Frauen signifik
Eine Ernährung mit wenig fermentierten Kohlenhydraten verbessert die Lebensqualität von Patienten mit CED
Eine neue Studie von Forschern des King’s College London hat ergeben, dass eine Ernährung mit wenig fermentierten Kohlenhydraten die Darmsymptome und die gesundheitsbezogene Lebensqualität bei Patient
SARS-CoV N-Protein ruft die Produktion von IFN-β hervor, indem es die Ubiquitinierung von RIG-I provoziert,
findet Studie Viele Mitglieder der Coronaviridae-Familie wie das Middle East Respiratory Syndrome (MERS), schweres akutes respiratorisches Syndrom (SARS), und das schwere akute respiratorische Syndrom