Tutkimus:Immuunijärjestelmän geneettiset erot muokkaavat bakteereja, jotka asuttavat ruoansulatuskanavan

Kun tulo on standardoitu, Voit verrata eri geneettisten kantojen hiiriä ja nähdä, mitä tämä genetiikka tekee vastaanottajien hiirien mikrobiomille. Tämä lähestymistapa antoi meille mahdollisuuden kertoa, onko geneettinen vaikutus, ja todellakin on. Niin, seuraava kysymys oli, mitä mekanismeja siihen liittyy? "

Alexander Chervonsky, MD, PhD, mikrobiomitutkija

Chervonsky on uuden tutkimuksen vanhempi kirjoittaja, julkaistu Soluraportit .

Perinteisten vaikutusten voittaminen

Yksi mikrobiomitutkijoiden haasteista on se, että kokeiden tuloksia voi olla vaikea verrata "erävaikutusten" tai "vanhojen vaikutusten" vuoksi. Kun tutkijat siirtävät mikrobeja hiirestä toiseen, tulos määräytyy suurelta osin alkuperäeläimen mikrobiomin perusteella, millaista ruokaa he syövät, missä he asuvat, jne.

Joten vaikka tutkijat kahdessa eri laboratoriossa käyttävät täsmälleen samaa rotua hiiriä, joilla on sama geneettinen tausta, he näkevät kaksi eri kuvaa analysoidessaan vastaanottajien mikrobiomia. "Tulo määrittää ulostulon, "Chervonsky sanoi.

Näiden vaikutusten voittamiseksi Chervonsky ja mikrobiologi Tatyana Golovkina, PhD, uuden tutkimuksen vanhempi kirjoittaja, rajoittivat varovasti kokeitaan vertaamaan omenoita omenoihin. He siirsivät mikrobeja yhdestä tavanomaisesti kasvatetusta hiirestä moniin geneettisesti identtisiin hiiriin UChicagon gnotobioottisesta (bakteereista vapaa) hiirilaitoksesta.

Nämä hiiret on erityisesti kasvatettu, joten niiden kehossa tai ruoansulatuskanavassa ei ole syntymästä lähtien bakteereja, jotka tarjoavat tyhjän pöydän nähdäkseen mitä tapahtuu, kun heidät kolonisoidaan bakteereilla.

Chervonsky ja Golovkina toistivat nämä vaiheet monta kertaa, siirtämällä mikrobeja yhdestä lähdehiirestä useille vastaanottajille, joillakin on samanlainen geneettinen tausta ja joillakin on pieniä eroja immuunijärjestelmässään.

Sitten he työskentelivät patologi Aly A.Khanin kanssa, PhD, ja Dionysios Antonopoulos, PhD, mikrobiologi Argonne National Laboratoriosta, analysoida tuloksena olevien mikrobiomien genomisekvenssejä vastaanottajahiirissä ja niiden jälkeläisissä ja verrata eri immuunijärjestelmän geenien vaikutuksia.

Useilla immuunimekanismeilla on roolinsa

Eläimillä on kaksi ensisijaista immuniteettityyppiä:synnynnäinen, tai synnynnäinen, immuniteetti, joka käyttää standardia, kiinteät mekanismit taudinaiheuttajien torjumiseksi, ja adaptiivinen immuniteetti, joka "oppii", kun se kohtaa erilaisia ​​taudinaiheuttajia ja käyttää T -soluja ja B -soluja kohdistaakseen ainutlaatuiset reseptorinsa. Jotkut hiiristä, joita Chervonsky ja Golovkina käyttivät kokeissaan, olivat kongeeneja, tai geneettisesti sama lukuun ottamatta eroja osassa genomia, jota kutsutaan tärkeimmäksi histokompatibiliteettilokukseksi (MHC), joka määrittää adaptiivisen immuniteetin.

Kun he tutkivat, miten nämä erilaiset immuunimekanismit muotoilivat vastaanottajahiirien mikrobiomeja, tutkijat näkivät, että vaikka adaptiivisella immuniteetilla oli jonkin verran vaikutusta tiettyihin bakteerikantoihin, Kaiken kaikkiaan vaikutukset eivät olleet dramaattisia.

Joissakin tapauksissa, bakteerit jopa käyttivät hyväkseen mukautuvaa immuunivastetta menestyäkseen. Sen sijaan, suurin osa näkemistään eroista johtui luontaisista polymorfisista geeneistä, tai eri geenivariaatioita MHC:ssä.

"Mukautuvan järjestelmän manipulointi johtaa muutoksiin, mutta yllätykseksemme, ne eivät olleet dramaattisia, "Chervonsky sanoi." Valtaosa mekanismeista, jotka määrittävät lopputuloksen erot, ovat polymorfisia, mutta eivät ole osa adaptiivista immuunivastetta. "

Golovkina sanoi toivovansa, että tämä työ näyttää esimerkin mikrobiomitutkimusten standardoimisesta. Gnotobioottinen laitos on keskeinen osa käynnissä olevaa immuunijärjestelmän tutkimusta, genetiikka ja mikrobiomi UChicagon Duchossois -perheinstituutin alla.

Käyttämällä vakiotyökaluja, kuten bakteereja sisältämättömiä hiiriä, valvomme huolellisesti kokeiden olosuhteita, tutkijat voivat hyödyntää aiempaa työtä kertaluonteisen tekemisen sijasta, itsenäisiä kokeita.

"Monissa erityyppisissä tutkimuksissa on standardeja, mutta niitä ei ole lainkaan mikrobiomitutkimuksessa, "Golovkina sanoi." Yritämme perustaa analyysistandardin näille kysymyksille siitä, miten vertailla eroja mikrobikoostumuksessa. "

• Lasten, joilla on keliakia ja allerginen tulehduksellinen häiriö, ei ehkä tarvitse poistaa soijaa ruokavaliostaan
• D -vitamiinin suun suihkeet ovat yhtä tehokkaita kuin tabletin ottaminen