Sada, skupina znanstvenika smislila je novu metodu za brzu i opsežnu analizu svake vrste bakterija u crijevima, kao i popis vrsta koje se nalaze u crijevima zdravog čovjeka prema vrsti i broju (GutFeelingKB), i novi predložak izvješća pod nazivom FecalBiome Population Report (FecalBiome) koji će olakšati razumijevanje što se točno događa u crijevima.
Kristalna struktura navodne beta-galaktozidaze iz Bacteroides fragilis. Kredit za sliku:Nacionalni instituti za zdravlje Mikroorganizmi, ili mikroba, postoje već jako dugo, te oblikovati vanjsko i unutarnje okruženje ljudskih bića. Riječ "mikrobiom" skovao je Joshua Lederberg 2001. kao način usmjeravanja pažnje znanstvenika na višestruke interakcije između mikroba koji nastanjuju i u našim tijelima, i njihov međuodnos s našom ljudskom fiziologijom. Pojam je sada definiran kao „zajednica više vrsta mikroorganizama u bilo kojem okruženju:domaćin, stanište, ili ekosustava. " Daleko od toga da su samo osvajači skloni našem uništenju, ljudski mikrobiom čini cijeli živi svijet sam po sebi, donoseći kompletan i vrlo raznolik skup gena koji međusobno djeluju i mijenjaju se, a također imaju utjecaj na zdravlje ljudi. Ova mikrobna genetska mješavina naziva se metagenom. Projekt ljudskog mikrobioma (HMP) počeo je s radom 2008. godine i pomogao je katalizirati bolju karakterizaciju i razumijevanje funkcioniranja ovih zajednica.
Istraživanje crijevnih mikrobioma zahtijeva visokopropusno precizno prikupljanje i analizu podataka, kao i mogućnosti za integriranu obradu podataka na organiziran način za pohranu, dijeljenje i pristup među istraživačkim skupinama. Većina ranijih studija usredotočila se na specifične gene ili skupine organizama, izostavljajući velike segmente mikrobnih genoma. Također, različiti referentni standardi doveli su do različitih izjava o sastavu crijeva.
Bakterije Bacteroides fragilis, jedna od glavnih komponenti normalnog mikrobioma ljudskog crijeva, 3D ilustracija Zasluge:Kateryna Kon / Shutterstock Zapravo, većina studija o metagenomu koristi samo mali referentni skup sekvenci nukleinske kiseline iz već odabranih mikroba ili mikrobnih gena. To je zbog poteškoća u uparivanju eksperimentalnih podataka s potpunom bazom podataka o nukleotidima dostupnim uz NCBI (NCBI-nt). Međutim, novi algoritmi sada mogu koristiti potonje kako bi omogućili precizniju analizu eksperimentalnih podataka kako bi se dobio profil brojnosti mikroba.
Ovaj se rad nadovezuje na te temelje za formiranje baze znanja Gut Feeling Knowledge Base - GutFeelingKB - s uzorcima iz zdravog skupa sudionika. Ovi uzorci mikrobiote crijeva su sekvencionirani kako bi se dobila slika o tome kako izgleda zdravi metagenom crijeva. Broj uzorka ispunjen je pomoću još 50 nasumično odabranih sekvenci iz HMP -a.
Istraživači su također prikupili sastavljene susjedne sekvence, ili susjedima, koji ne odgovaraju niti jednoj NCBI-nt sekvenci, ali se mogu detektirati u zdravim uzorcima izmeta. Contigovi su stoga tamna materija, nije prepoznatljiv po bilo kojoj poznatoj sekvenci nukleinske kiseline, ali koje se mogu ugraditi u nizove od 10, 000 nukleotida ili duže. Ova je duljina odabrana kako bi se smanjio broj stranih (artefaktnih) kontigova tamne tvari, a da je i dalje uključena mikrobna tamna tvar. GutFeelingKB stoga je opsežna baza znanja o zdravom crijevnom mikrobiomu.
To se zatim koristilo kao referenca za izradu standardnog obrasca izvješća u kojem se mogu prijaviti pojedinačni mikrobiomi, kako bi se omogućila izravna usporedba rezultata između studija i uzoraka.
Znanstvenici su također oblikovali novi tijek rada koristeći nekoliko računalnih programa i bazu filtriranih mikrobioloških sekvenci crijeva nazvanu Filtered-nt, sadrži gotovo 35, 000, 000 sekvenci koje omogućuju biološki relevantnu interpretaciju sekvenci uzoraka, nudeći pritom uvjerenje da je uključen cijeli poznati prostor slijeda.
Tako, GutFeelingKB predstavlja temeljito kuriranu zbirku nukleotidnih sekvenci s metapodacima iz 157 organizama u 60 rodova.
Zdravi ljudski mikrobiom tako sadrži članove iz 8 vrsta, 18 obitelji, 60 rodova i 109 vrsta, uglavnom iz vrste Firmicutes (40%) i Bacteroidetes (20%). Još 20% dolazi iz Actinobacteria. Među firmama, više od polovice su klostridije, pomno slijede Bacteroidi, Bifidobakterije, Enterobakterije i laktobacili.
Svi uzorci bili su pozitivni na 84 od 109 organizama, što možda predstavlja popis temeljnih vrsta.
Međutim, važno je napomenuti da u cijelom svijetu, mapirani su specifični organizmi koji nisu na GutFeelingKB, kao što su fuzobakterije, određene vrste Actinobacter i Bacteroides. Funkcija ove platforme bit će da posluži kao lansirna rampa za usporedbu rezultata analize uzoraka zdravih pojedinaca, i dati bolji uvid u varijacije uočene pod utjecajem prehrambenih čimbenika, bolesti i lijekovi.
Bacteroides je najpopularniji rod u mnogim zemljama, u zdravlju. One su općenito korisne u crijevima, ali ako pobjegnu, iskorištavaju priliku da izazovu infekcije koje su često rezistentne na lijekove i mogu dovesti do smrtnosti od 20%. Međutim, u crijevima štite od drugih patogena i pomažu u razgradnji ugljikohidrata u prehrani.
Slično, Bifidobakterije su među prvim doseljenicima crijeva, često se nalaze u probioticima, i proizvode važan acetat kratkih lanaca masnih kiselina (SCFA) koji jača epitelnu barijeru crijeva protiv infekcije. Jedan soj od Bifidobacterium longum pronađen je kod jedne jedinke u posebno dugovječnoj skupini ljudi u Kini.
Broj bifidobakterija raste s većim unosom proteina, a osobito s biljnim proteinima. Dijetna topiva vlakna također potiču njegov rast. Akkermansia je povezana sa zasićenim mastima i linolnom kiselinom, ali negativno povezana s polinezasićenim masnim kiselinama (PUFA). Broj Bacteroides ovatus raste s povećanim unosom hrane, pretilost i opseg struka. Ovi nam primjeri pomažu razumjeti kako se ti brojevi mogu koristiti za poduzimanje zdravstvenih radnji za ispravljanje neravnoteže mikrobioma u budućnosti.
Predložak izvješća objavljen u ovoj studiji namjerava zamijeniti nestandardne formate koje koriste različite komercijalne i istraživačke skupine, što otežava njihovo tumačenje i usporedbu. Pretvara podatke istraživanja u kliničko izvješće, pomažući da se odmah izvrši.
FecalBiome ima tri domene, Uzorak, Strpljenje i rezultat, nalik na metaboličko izvješće panela. Također omogućuje suradnicima da brzo razmjenjuju mnogo informacija, kada se istraživanja odvijaju na širokom rasponu lokacija. Prag za izvješćivanje može se pojedinačno postaviti prema svrsi istraživanja. Izvješćuje o obilju, prosječna brojnost i informacije o prisutnim mikroorganizmima.
Ovo izvješće stoga omogućuje povezivanje istraživanja crijeva s razumljivim zdravstvenim podacima, čineći ga relevantnim za liječničku praksu i pacijenta. Također omogućuje jednostavnu usporedbu među studijama. Pomoći će da se proizvodi za zamjenu crijeva brže pregledaju, i pomoći napredovanju medicine utemeljene na dokazima.
Studija je objavljena 11. rujna, 2019., u PLOS ONE .
Crohnova bolest
Genetika može utjecati na sastav mikrobioma više od čimbenika okoliša
Crijevni mikrobiom može imati ulogu u teškom COVID-19
Otkriće 100 novih gena moglo bi pomoći istraživanju bolesti pigmentacije
Mikrobiom penisa rezervoar je za bakterije povezane s bakterijskom vaginozom
Tehnologija čipova organa poboljšava proučavanje crijeva za personaliziranu medicinu
Kronični kašalj mogao bi se ublažiti novim lijekom
Par studija pokazalo je da bi se kronični kašalj i njegovi uznemirujući simptomi mogli ublažiti uz pomoć novog lijeka. Također, lijek nema nuspojava koje mogu ograničiti njegovu upotrebu, objašnjavaju
Istraživači koriste fagnu terapiju za uspješno liječenje alkoholne bolesti jetre
Prvi put, istraživači su uspješno koristili terapiju bakteriofagom (fagom) za uklanjanje bolesti jetre povezane s alkoholom na životinjskom modelu. Zasluga za sliku:Christoph Burgstedt / Sh
Genetika može utjecati na sastav mikrobioma više od čimbenika okoliša
Istraživači koji su proučavali miševe na Technion-Israel Institute of Technology otkrili su da na mikrobiom genetika utječe mnogo više nego na rodnu okolinu majke. Kateryna Kon | Shuttersto