"Kad liječnik prepiše antibiotike, postavlja višestruki eksperiment u vašem gastrointestinalnom sustavu, "objašnjava Carnegiejev Will Ludington" Što nas to može naučiti o molekularnim načelima interakcija vrsta u prirodi? "
Novi rad koji su vodili K.C. iz Ludingtona i Sveučilišta Stanford Huang je krenuo odgovoriti na ovo izazovno pitanje i otkrio novi oblik tolerancije na antibiotike. Njihovi nalazi, koji imaju važne zdravstvene posljedice, objavljuju eŽivot .
Ovo je jedno od nekoliko istraživačkih polja na kojima Ludington koristi mikrobiom voćne muhe kako bi razumio interakcije između vrsta u bakterijskoj zajednici. Predstavlja idealno okruženje za ispitivanje i prirodnih bakterijskih populacija i ljudskog mikrobioma.
Ljudski mikrobiom je ekosustav stotina do tisuća mikrobnih vrsta koje žive u našim crijevima. Utječe na naše zdravlje, pa čak i na dugovječnost. No, teško je razjasniti bezbroj načina na koje različite vrste koje čine naš mikrobiom međusobno djeluju i utječu jedna na drugu, čak i pod normalnim uvjetima. Nakon uvođenja antibiotika, malo se razumije o tome kako su te vitalne zajednice pogođene na biokemijskoj razini.
Zbog toga je voćna mušica tako izvrstan model. Za razliku od ljudskog mikrobioma, sastoji se od samo nekoliko vrsta bakterija.
Zaista smo htjeli razumjeti kako ciljanje antibiotika na određene fiziološke procese utječe na metaboličke interakcije i dijeljenje resursa koji se javljaju između bakterijskih vrsta unutar zajednice. To je posebno važno jer u prirodi bakterije žive u različitim zajednicama. "
Andrés Aranda-Díaz, vodeći autor sa Sveučilišta Stanford
Jednostavnost mikrobioma voćne mušice čini ga savršenim sredstvom za otkrivanje kako se to više vrsta biokemijsko međudjelovanje mijenja uvođenjem antibiotika.
"Utvrdili smo da interakcije između vrsta u ekosistemu crijevnog mikrobioma utječu na učinkovitost antibiotika u ubijanju pojedinih vrsta unutar ove zajednice, kao i metabolizam cijele zajednice, "rekao je Huang.
Znanstvenici su pokazali da kada vrsta bakterije iz mikrobioma voćne muhe, zvani Lactobacillus-koji se također nalaze u jogurtu-uzgaja se zajedno s bakterijom muha koja proizvodi ocat, Acetobacter, manje je podložna smrti uslijed antibiotika.
Ovo je novootkrivena kategorija fenomena koja se naziva tolerancija na antibiotike, što znači da stanice umiru mnogo sporije kada se nađu zajedno nego što bi same od sebe. Tolerancija može biti opasna, jer ovo kašnjenje povećava rizik od razvoja potpune rezistencije na antibiotik.
"Normalno, redovno, tolerancija se javlja kada stanica uspori metabolizam kao odgovor na izloženost antibioticima, "objasnio je Ludington." Ali u ovom slučaju, tolerancija je zapravo povezana s povećanim metabolizmom. "
Ispostavilo se da acetobakterije konzumiraju mliječnu kiselinu koju susjedni laktobacili izlučuju kao otpadni proizvod, pružajući fitnes prednost objema vrstama i potičući toleranciju koju je tim otkrio.
"Još ne znamo kako se to događa, ali mislimo da dvije vrste bakterija "znaju" kada je druga vrsta stanica i odgovaraju na odgovarajući način, "rekao je Benjamin Obadia s UC Berkeleyja." Ovi mehanizmi vjerojatno su nastali zajedničkim životom, i ne bismo ih vidjeli da smo izolirano proučavali dvije vrste. "
Rad tima pokazuje da mikrobiom može biti važan alat za razumijevanje odnosa unutar zajednica bakterija u prirodnom svijetu na biokemijskoj razini.
"Također ilustrira da se zdravlje crijevnih mikrobioma treba uzeti u obzir kad god su propisani antibiotici, "dodao je Ludington.
Proučavanje načela koja reguliraju interakcije vrsta-vrsta ključno je za razumijevanje toliko o velikim i malim ekosustavima, a mikrobiom je kritično oruđe za istraživanje ovih pitanja.
Još jedna nedavno objavljena suradnja između Ludingtona, Huang, i druga istraživačica sa Stanforda-biologinja Lucy O'Brien-razvila je novu tehnologiju za vizualizaciju utrobe živih voćnih mušica. Zovu se Bellymount, omogućio im je da prvi put promatraju pojedine bakterijske stanice u crijevima žive voćne muhe.
"Promatranjem mikrobioma u stvarnom vremenu, uspjeli smo izmjeriti njegovu dinamiku, "rekao je Ludington za njihov list, koji se pojavio u PLOS Biology.
Istraživački tim je otkrio da određene regije crijeva imaju visoku stabilnost mikrobioma, a druge imaju stalni promet. To ukazuje na to da u crijevima voćnih mušica postoje strukture koje održavaju kolonizaciju i otvaraju mogućnost mogućnosti da su voćne mušice razvile te strukture kako bi zadržale svoje mikrobiome.
"Sada imamo moć da zapravo prisluškujemo" razgovore "koji se vode između mikrobiomskih bakterija, i crijevne stanice u njihovom okruženju, "rekao je Huang
Model novorođenog miša daje naznake uzroka razorne bolesti crijeva kod anemičnih nasljednika
Proizvodi za čišćenje mogu povećati rizik od astme u dječjoj dobi
Istraživanja su pokazala da su mikrobi povezani sa srčanim udarima
Drevni mikrobiomi primata mogli bi dati više informacija o ljudskom razvoju
Otkriće 100 novih gena moglo bi pomoći istraživanju bolesti pigmentacije
Crijevni mikrobiom povezan s problemima u ponašanju djece
Imunološke stanice popravljaju oštećena crijeva u djece s IBD -om
Prema novoj studiji objavljenoj u časopisu Gastroenterologija , imunološke stanice određene vrste koje reguliraju upalne procese, pa čak i pomažu vratiti normalnu funkciju crijeva nakon upale mogle
Istraživanja pokazuju kako crijevni mikrobi utječu na želučanu gripu
Nova studija pokazuje da crijevni mikrobi mogu modulirati ozbiljnost infekcije norovirusom (želučana gripa, ili zimske bubice koja povraća), ovisno o mjestu zahvaćenosti crijeva. Objavljeno u časopisu
Vodi li hipertenzija uvijek do ozbiljnog COVID-19?
Uzročnik je infektivni agens, teški akutni respiratorni sindrom koronavirus 2 (SARS-CoV-2), bolest koronavirusa 2019 (COVID-19) često je teža u onih s temeljnim medicinskim stanjima-poput dijabetesa,