Ihmisen ruoansulatuskanavassa on pieniä organismeja. Suolistossa on suunnilleen yhtä paljon bakteereja kuin maapallolla asuvia ihmisiä. Nämä mikro-organismit palvelevat lähes aina isäntänsä hyvinvointia. Ne auttavat sulattamaan ruokaa, tuottaa vitamiineja, ja kouluttaa immuunijärjestelmää. Lisäksi, jo niiden läsnäolo auttaa estämään taudinaiheuttajien leviämistä.
Mutta suolen mikrokosmos, tunnetaan myös nimellä mikrobiomi, on herkkä häiriöille. "Kun heitetään tasapainosta, on olemassa infektioriski, ylipaino, ja diabetes, sekä tulehdukselliset ja neurologiset sairaudet, "sanoo tohtori Sofia Forslund, joka siirtyi tämän vuoden toukokuussa Heidelbergin eurooppalaisesta molekyylibiologian laboratoriosta (EMBL) Berliinin Max Delbrückin molekyylilääketieteen keskukseen (MDC) tutkimaan ihmisten ja mikrobiomien monimutkaisia vuorovaikutuksia.
Äskettäin vuonna julkaistussa tutkimuksessa Luonnon mikrobiologia , Forslund, yhdessä kollegoiden kanssa Tanskasta, Saksa, ja Kiina, tutkittiin, miten laajakirjoinen antibioottihoito vaikuttaa suolistobakteerien vuorovaikutukseen. "Pystyimme osoittamaan, että mikrobiomi oli toipunut lähes kokonaan kuusi kuukautta lääkkeen antamisen jälkeen. "sanoo ruotsalainen tutkija. Mutta vain" melkein ":" Jotkut herkät bakteerilajit katosivat kokonaan, "Forslund sanoo.
Neljän päivän tutkimuksessa MDC -tutkijoiden ja kahden Kööpenhaminan yliopiston tutkijan johtama ryhmä antoi kolmen antibiootin (meropeneemi, gentamisiini, ja vankomysiini) kaksitoista terveelle nuorelle miehelle, jotka olivat suostuneet osallistumaan. Näitä lääkkeitä käytetään pääasiassa silloin, kun yleisimmät antibiootit eivät enää tehoa, koska bakteerit ovat jo tulleet vastustuskykyisiksi niille.
Tämän jälkeen tutkijat tutkivat tutkittaviensa mikrobiomeja kuuden kuukauden ajan. DNA -sekvensoinnin avulla - menetelmä, jolla määritettiin geneettisen materiaalin rakenne - he määrittivät, mitkä bakteerilajit olivat läsnä miesten suolistossa, ja mitkä geenit olivat bakteereissa. Tiimi kiinnitti erityistä huomiota myös resistenssigeeneihin, jolla mikrobit puolustautuvat huumeita vastaan. "Tutkimuksemme on luultavasti ensimmäinen, joka tutkii antibioottien vaikutusta bakteerigeenien toimintaan, "Forslund sanoo.
Aluksi osoitettiin, että suolistosta ei ollut tullut täysin steriili kolmen voimakkaan antibiootin antamisesta huolimatta. kertoo tutkija. Jäljellä olevien bakteerien joukossa ryhmä löysi jopa joitain aiemmin tuntemattomia lajeja, joita ei ole vielä karakterisoitu. Muut mikrobit kutistuivat ja muuttuivat itiöiksi - elämänmuodoksi, jossa bakteerit voivat säilyä monta vuotta epävarmoissa olosuhteissa menettämättä alkuperäisiä ominaisuuksiaan.
Suoliston jälkikasvua seurasi asteittain. "Samanlainen kuin silloin, kun metsä toipuu hitaasti tulipalon jälkeen, "sanoo Forslund. Kuitenkin, tutkijan mukaan, bakteereja, joilla on sairauksia aiheuttavia ominaisuuksia, kuten Enterococcus faecalis ja Fusobacterium nucleatum, ilmestyi aluksi useammin. Samaan aikaan, tiimi pystyi tunnistamaan monia virulenssitekijöitä mikro -organismeissa - rakenteissa ja metaboliiteissa, jotka ovat haitallisempia ihmisille. "Tämä havainto selittää, miksi useimmat antibiootit aiheuttavat ruoansulatuskanavan häiriöitä, "Forslund sanoo.
Ajan myötä, kuitenkin, suoliston kasvisto normalisoitui jälleen. Huonot mikrobit korvattiin yhä enemmän hyvillä bakteereilla, kuten maitohappoa tuottavilla bifidobakteereilla, jotka auttavat pitämään taudinaiheuttajat loitolla. Kuuden kuukauden jälkeen, tutkittavien mikrobiomi oli lähes sama kuin ennen. Kuitenkin, enemmän kuin muutama aikaisemmista bakteerilajeista puuttui. "Odotetusti, myös resistenssigeenien määrä bakteereissa kasvoi, "raportoi Forslund. Yllättäen ei ollut niin, että antibioottiannoksen jälkeen nopeimmin uudelleen ilmestyneillä bakteerilajeilla oli myös eniten resistenssigeenejä. "Tällä geneettisellä materiaalilla näyttää olevan todennäköisempää pitkän aikavälin rooli suoliston uudelleensijoittamisessa, "sanoo tutkija.
"Kun otetaan huomioon yksittäisten lajien ilmeisesti pysyvä menetys ja resistenssigeenien lisääntynyt määrä, tutkimus osoittaa jälleen kerran, kuinka tärkeää on antaa antibiootteja huolellisesti, "Forslund korostaa, lisäämällä:"On myös tutkittava tarkemmin, miten tulevaisuudessa voidaan lisätä onnistumisprosentteja herkän mikrobiomin suojelemisessa antibioottien aiheuttamilta vaurioilta."
Tiedemies aikoo osallistua tähän tutkimukseen. Esimerkiksi, MDC:llä on parhaillaan käynnissä havainnointitutkimus, jonka kautta Forslund haluaa selvittää, miten pitkäaikaiset antibioottihoidot vaikuttavat suoliston biologiseen monimuotoisuuteen - ja lisääkö lisääntynyt lajien ehtyminen lihavuuden ja aineenvaihduntasairauksien riskiä. Hän haluaisi myös tutkia, kuinka usein suolistobakteerit vaihtavat resistenssigeenejään antibiootin annon aikana. Tutkimus näiden lääkkeiden vaikutuksesta keuhkojen mikrobiomiin on jo suunnitteluvaiheessa.