Erforschen, wie Bakterien und Viren im menschlichen Darm koexistieren

Das Sprichwort "Alles in Maßen" gilt nicht nur für Essen und Trinken, aber auch zu den Legionen von Bakterien in unseren Eingeweiden, die uns helfen, dieses Essen und Trinken zu verdauen. Es stellt sich heraus, dass sich die Regel auch auf die weniger verstandenen Bakteriophagen erstrecken kann. Dabei handelt es sich um Viren, die die in uns lebenden Bakterien infizieren.

Wie russische Nistpuppen, unser Körper beherbergt fast 100 Billionen Bakterienzellen, aus denen unser Mikrobiom besteht – und diese Bakterienzellen haben ihre eigenen Bewohner.

Wir wissen immer mehr zu schätzen, dass die am häufigsten vorkommenden mikrobiellen Einheiten im menschlichen Darm tatsächlich Viren sind."

Eric Martens, Ph.D., außerordentlicher Professor für Mikrobiologie und Immunologie an der Medical School der University of Michigan

Sein Team hat die rätselhafte Art und Weise untersucht, wie Bakterien und ihre Viren im menschlichen Darm scheinbar koexistieren. Das Geheimnis könnte in einem haarig aussehenden Zuckerüberzugbakterium liegen, das nicht nur zur Abwehr von Angriffen des menschlichen Immunsystems eingesetzt wird, sondern aber auch von verschiedenen Viren, die einen Weg suchen.

Unter Verwendung eines gemeinsamen Darmbakteriums Bacteroides thetaiotaomicron, oder kurz BT, Das Team von Martens begann, die komplexe Interaktion zwischen BT und Viren zu untersuchen. indem man sie im Labor gegeneinander ausspielt.

Bei einer Herausforderung mit Viren, oder Phagen, aus Abwasser gesammelt, einige der Bakterien waren in der Lage, Infektionen zu widerstehen, andere nicht. "Wenn ein bestimmter Phagen auftaucht, der bestimmte Mitglieder der Bevölkerung töten kann, es tut dies und die resistenten Bakterien wachsen schnell heraus, “, sagt Martens.

Jedoch, anstatt den Rezeptor, der die Viruspenetration ermöglichte, dauerhaft zu verändern, und möglicherweise sich selbst schaden, Einige der Bakterien schalten durch einen reversiblen Prozess, der als Phasenvariation bezeichnet wird, vorübergehend in einen resistenten Zustand über. Aber einige Mitglieder der Bakterienpopulation, sich der anhaltenden Anwesenheit des Phagen nicht bewusst, Schalten Sie diesen Widerstandsschalter aus, so dass sie anfällig für Infektionen sind ... und so weiter und weiter.

Das Team hat den BT-Stamm gentechnisch verändert, um nur eine von acht chemisch unterschiedlichen Kapseln und eine Version ohne jegliche Beschichtung zu exprimieren. Auf alle Fälle, Infektion könnte von einigen blockiert werden, aber nicht alles, der Kapseln. Überraschenderweise, Die Forscher stellten fest, dass die kahlen Bakterien auch Infektionen vermeiden konnten. „Wir waren fasziniert zu sehen, dass wir alle Kapseln wegnehmen und sie trotzdem mit diesen Phagen infizieren konnten und die Bakterien noch überleben konnten. was erfordert, dass sie über einen Sicherungsmechanismus verfügen, “, sagt Martens.

Das Zusammenspiel zwischen dem Darmmikrobiom und seinen Phagen könnte Auswirkungen auf menschliche Krankheiten haben. „Eine unserer Hypothesen ist, dass Menschen verschiedene Arten von Viruslasten in ihrem Darm tragen. Einige könnten mehr oder weniger immunogen sein, Interaktion mit unserem Immunsystem, um Entzündungen zu verursachen. Sie könnten aber auch die Physiologie der vorhandenen Bakterien verändern, indem sie sie zwingen, bestimmte Funktionen/Kapseln auszudrücken, von denen wir auch wissen, dass sie mit dem Immunsystem interagieren. “, sagt Martens.

Er sagt, die Studie hilft, diese uralte Beobachtung zu erklären, dass diese Bakterien mit ihren Viren koexistieren. Notizen Martens, "Keine Seite gewinnt zwangsläufig die andere." Als solche, Bakterienviren könnten eine Möglichkeit bieten, das Darmmikrobiom für die Behandlung von Krankheiten positiv zu verändern.

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